全球面临“氦气荒” 受影响的不只是气球( 二 )
在医疗领域 , 作为磁共振和核磁共振超导磁体
的理想冷冻气体 , 氦气可实现零下232摄氏度的深冷温度 , 可有效获取内脏器官和组织的高分辨率图像;氦氖激光中的气体介质由氖气和高纯氦气组成 , 可以用来进行外科手术治疗弱视 , 也能用来活化血管进行保健 。
由于化学性质不活泼 , 氦气还常被作为保护气使用 。 氦气在电弧温度条件下的惰性使其成为铝、不锈钢、铜和镁合金等高导热性材料焊接的理想气体 , 还可用作热处理过程中的淬火气体以及熔炉气体 , 提升零件耐性和质量 。
在航空航天领域 , 氦气被广泛应用于从飞机制造到飞行的整个过程;宇宙飞船太空飞行作业中 , 使用氦气净化氢气系统 , 地面和飞行流体系统将其用作增压剂 。 除此之外 , 氦气还用作气象和其他观测气球的升力源 。
在汽车及运输设备领域 , 氦气应用于散热器、换热器、空调组件、燃料箱和变矩器等重要汽车部件的测试 , 以确保其符合质量规范 。 此外 , 氦气还可与氩气配合使用 , 越来越多地被用于安全气囊的充气操作 。
在电子制造领域 , 氦气在半导体、液晶面板和光纤线制造中起着重要作用 , 可实现零部件的快速冷却 , 从而提高生产率 , 还能控制热传递速率 , 以改善生产效率并减少缺陷 。
氦气短缺影响科研活动 替代物难找且回收再利用也成问题
在科研领域 , 氦气更是不可或缺 。 “氦气在科研中的一大用途在于制造低温环境 , 液氦的低沸点 , 可用于超低温冷却 。 没有了氦气 , 低温物理可能会成为人类研究的禁区 。 ”汤平平说 , 超低温冷却技术在超导技术等研究领域有较广泛的应用 , 超导材料需要在低温(100开尔文左右)中才能表现出超导特性 , 大多数情况下只有液氦能比较简便地实现这样的极低温 , 因此科研中常用的核磁共振分析仪的超导磁体需要利用液氦降温 。
除此之外 , 还有很多领域的科学研究离不开对氦气的使用 。 比如气相色谱必须有合适的气体作为载气才能正常工作 , 氦气具有渗透性好、不可燃的特点 , 可以作为载气应用于真空检漏;利用氦气化学性质不活泼的特性 , 科学家将其作为清洗气体应用于原子核反应堆的冷却、热交换 , 以及浓缩铀扩散元件在修理后的清洗 , 如果没有氦气的帮忙会影响反应堆的正常工作 。
汤平平表示 , 与氦气相比 , 其他替代物往往只具有其中某一条性质 , 因此无法作为氦气的理想替代物使用 , 氦气的短缺肯定会对科研造成一定的影响 。 比如在超导领域 , 还没有更好的物质来代替液氦所能达到的低温效果 。
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