你可能還記得，幾年前曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)關(guān)于全球氦供應(yīng)量有限的報(bào)道。類(lèi)似的消息也在這幾年間的周期性報(bào)告中屢屢出現(xiàn)。那么，這一危機(jī)值得引起人們的重視嗎？氦早在宇宙形成之初、宇宙須臾之后便已經(jīng)誕生，至今已有數(shù)十億年的歷史。它是宇宙中第二輕、也是第二常見(jiàn)的元素，僅次于氫氣。由此實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)、干燥凈化裝置、純化器、各控制閥門(mén)的全自動(dòng)化監(jiān)控，完成設(shè)備自動(dòng)化操作。但地球上的氦并不多，含量?jī)H為百萬(wàn)分之幾。問(wèn)題在于，氦原子核太輕，不足以被地球引力所牽制。一旦氦氣進(jìn)入大氣，就會(huì)逃逸到宇宙中，在太陽(yáng)風(fēng)的“吹拂”下隨風(fēng)而去。雖然地球上的氦一直在減少，但直到不久之前，氦儲(chǔ)量都非常充足。大多數(shù)氦都是在宇宙時(shí)形成的。鈾和釷等性元素可衰變成更小的碎片或粒子，其中也包括α粒子。這些粒子便是失去電子后的高能氦原子。在這種衰變過(guò)程中，性元素分裂成若干碎片，同時(shí)釋放出能量，因此名為裂變。

性元素的衰變可以彌補(bǔ)通過(guò)大氣損失的氦。裂變生成的氦主要儲(chǔ)存于多種礦石中，在天然形成的大型蓄氣池中大量聚積，如位于美國(guó)德克薩斯州的國(guó)家氦氣池。但這種天然過(guò)程需經(jīng)歷成千上萬(wàn)年，產(chǎn)出的氦氣量才能達(dá)到商業(yè)提取價(jià)值。

我們?yōu)楹涡枰?

氦原子核質(zhì)量只有4，僅由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子構(gòu)成，是一種非常穩(wěn)定的元素。氦重要的特性包括：極難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、不具有性、不可燃燒、無(wú)毒，關(guān)鍵的一點(diǎn)是，它的沸點(diǎn)低至4.2開(kāi)爾文，即零下268攝氏度，十分接近宇宙中的溫度下限——零度。近年來(lái)氦氣的成本增加了250％以上，氦氣短缺對(duì)多個(gè)產(chǎn)業(yè)影響至深，包括氣球、飛艇、汽車(chē)安全氣囊和核磁c共振等。其它元素在該溫度下都不可能保持液體狀態(tài)。氦氣是目種具有這些特性、且能夠?yàn)槲覀兯玫牡奈镔|(zhì)。

裝滿(mǎn)惰性氣體的玻璃管受到高強(qiáng)度電流激發(fā)，會(huì)發(fā)出不同顏色和強(qiáng)度的光線。圖中從左至右分別為氦氣、氙氣。

氦的價(jià)格相對(duì)來(lái)說(shuō)并不貴。很多工業(yè)應(yīng)用根本找不到更合適的替代品。對(duì)航天、科技、高科技制造業(yè)、火箭引擎測(cè)試、焊接、商業(yè)潛水、粒子磁鐵、光纖、半導(dǎo)體芯片而言，氦氣的作用都不可或缺。

然而，氦氣重要的用途還當(dāng)屬醫(yī)學(xué)成像，尤其是磁共振成像技術(shù)（MRI），以及利用高強(qiáng)度磁場(chǎng)的技術(shù)（NMR）。若不是因?yàn)楹夥悬c(diǎn)極低，這些技術(shù)都不可能誕生。

把一圈導(dǎo)線纏繞在的超導(dǎo)材料上，再將其放置在液氦中，冷卻至4.2開(kāi)爾文、甚至更低，便可達(dá)到超導(dǎo)體所需的特殊溫度條件，再向線圈中通入高強(qiáng)度電流。2、確保氦氣不泄露、工作場(chǎng)所保持通風(fēng)，當(dāng)氦氣含量增加導(dǎo)致氧氣含量低于19。目前的穩(wěn)定磁場(chǎng)位于美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)國(guó)家高強(qiáng)磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室，由一塊超導(dǎo)磁鐵產(chǎn)生，磁場(chǎng)強(qiáng)度足足高達(dá)地球磁場(chǎng)的150萬(wàn)倍。

科學(xué)家們會(huì)利用技術(shù)分析實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的新材料的物理特性。有些材料后來(lái)被研發(fā)成了藥品，如能夠解決全球健康問(wèn)題的新型；有些則被研發(fā)成了能夠回收利用的綠色建筑材料。此現(xiàn)象只能在低溫狀態(tài)下才會(huì)發(fā)生，名為“超流動(dòng)性”，具有“超流動(dòng)性”的氦Ⅱ叫做超流體。能源領(lǐng)域也取得了不少進(jìn)步，研發(fā)出了更小、更便攜、能量更高的電池，或可減少我們對(duì)碳燃料的依賴(lài)。但技術(shù)目前仍需要大量液氦，這點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)暫時(shí)無(wú)法改變。

幸運(yùn)的是，我們已經(jīng)知道了如何更好地保護(hù)剩下的氦儲(chǔ)備，并且在不斷發(fā)現(xiàn)新的氦氣池。我們明白了如何在氦逃逸到太空中之前予以回收利用，也開(kāi)始研究能夠在更高溫度下運(yùn)行的超導(dǎo)體。在外太空或者地球深處的極端條件下，它可能遵循著不同尋常的規(guī)律。這些工作都費(fèi)時(shí)費(fèi)力、成本高昂，而且回收氦還需要大量化石能源提供的能量。與此同時(shí)，我們還要尋找更多的氦氣來(lái)源，并找到更好的回收途徑。我們可以從少買(mǎi)幾個(gè)氦氣球這樣的小事做起。下次放飛氦氣球之前，不妨三思而后行。