极度稀缺的氦气,科学家预测到30年后,将严重短缺,诺奖得主建议把价格提高20倍,为什么美国还能大量出口,人类都用它来吹气球?
氦气在我们自然环境中的空气里是存在的,但含量只占到了0.0005%,称之为“空气黄金”也不为过,然而如此稀缺的气体却常常被用来吹气球。
这是因为想要让气球浮起来就要涌到比空气质量更轻的气体,氢气曾经是一个选择。但是在1937年后就被人们放弃了,因为当年德国的齐柏林飞艇兴登堡号,就因为填充了氢气而发生爆炸。自此以后人们对于氢气易爆炸的特性有了进一步认识。
实际上,在此之前人们已经意识到了这一点,德国方面最初就想用氦气来填充飞艇,因为它的质量和氢气差不多,且性质稳定,更加安全。但美国以可能用于军事飞艇和轰炸为由拒绝了。
二战中的德国工业可谓是全球领先水平,为什么造一个飞艇都需要进口美国的氦气呢?难道他们自己没有技术吗?
实际上,别说是二战的时候了,直到今天世界上的很多国家仍然需要进口美国的氦气,比如我国。为什么中国生产不了氦气,需要从美国大量进口,真的是因为技术不如美国吗?
其实并非如此,因为美国获取氦气的方法根本不需要什么技术。简单来说就是,空气中自然存在的氦气含量极低,只有找到一些高氦气含量的天然气井才能提取大量氦气。
一般来说,这样的天然气井中氦气与甲烷的比例为7:3,因为氦气的性质非常稳定,只需要点燃天然气,将甲烷变成二氧化碳和水,然后将它们过滤掉就变成纯氦气了。
现在全世界氦气含量较高的天然气井主要集中在美国,约占全球总量的40%,并且提供了70%的出口量。而除了这个办法以外,全世界还没有找到合成制造氦气的好办法。只能拿高速质子去撞击锂或者硼才能做到,但是这种方法的成本非常高。
总量稀有,不能合成也就算了,关键是它还会消失。因为氦气的质量轻,一旦进入到大气中,就会迅速上升,进入高层大气,甚至逸散到宇宙中,连引力场都拉不住。
如果氦气没有什么作用也就算了,但是现在有很多高科技领域都需要用到它。比如,医院中以液氦形态用于冷却核磁共振仪的超导磁铁,还用于和氧气混合制造人工空气。
除了医学领域,它还可以用来冷却许多重要设备,用作惰性气体保护敏感的电子元件,还有航天领域的诸多应用。
也正因此,剑桥大学化学家彼得·沃泽斯才会在讲座中强调,如果氦气继续浪费在节日和聚会的气球里面,在三十到五十年之后就会严重短缺。那时候,我们的子孙大概会说,真是难以置信,过去的人们竟然将氦气这么宝贵的资源,用来充气球玩儿,这是多么愚蠢的做法?