氦气是一种很有意思的物质。填进气球里,便能让气球高高升空;吸进嘴巴里,就能变出唐老鸭那般搞笑的嗓音。不过吸氦气可不是什么明智之举,因为它可以取代我们肺中的氧气、或引发其它呼吸道问题。除了这两点作用之外,氦气还有什么用处?它有没有可能用完呢?氦气是一种气体,与人类几乎毫无共同之处,但彼此都离不开对方。现代经济需要依赖氦气,氦气也需要我们寻找更好的保护手段、防止被我们用完。氦气
高纯氧气的用途
氦气是一种很有意思的物质。填进气球里,便能让气球高高升空;吸进嘴巴里,就能变出唐老鸭那般搞笑的嗓音。不过吸氦气可不是什么明智之举,因为它可以取代我们肺中的氧气、或引发其它呼吸道问题。除了这两点作用之外,氦气还有什么用处?它有没有可能用完呢?氦气是一种气体,与人类几乎毫无共同之处,但彼此都离不开对方。现代经济需要依赖氦气,氦气也需要我们寻找更好的保护手段、防止被我们用完。氦气是一种惰性气体,由法国天文学家朱尔斯·让森(Jules Janssen)在1868年8月18日的全日食期间发现。当时人们尚未在地球上发现过这种元素,因此让森用太阳(helios)为其命名,称其为氦(helium)。由于其优良的性质,氦气被广泛应用于核工业以及航天工业等,在一些应用领域中具有不可取代的地位。自此之后,科学家围绕氦取得了许多重要进步,如医学和天体物理学等领域使用的现代分析工具、我们日常使用的手机等等,这些物品的生产过程都离不开氦气。氦气的物理特性还帮助全世界的科学家做出了许多重大发现,对国际社会助益良多。
超导体材料是磁共振设备的关键,而这些材料在4.2开尔文的温度下才能保持稳定。电子从材料中流过、产生电流时,大多数材料都会产生电阻,这对磁装置而言是一大问题。我们使用的每一样电子设备、以及运输电力的所有基础设施都会因为电阻损失能量。由于电阻的存在,很难用高强度电高强磁场。氦是宇宙中含量第二多的元素,原子数2,但是它在地球上并不那么常见。然而超导体却不会阻碍电子的流动,因此能产生极强的磁场,可以进行高分辨率医学成像。但超导体材料要想发挥正常功能,就必须被放置在超低温环境中。这也正是液氦不可或缺的原因。
卡美林·奥涅斯是一个得到液氦的科学家。他又将温度进一步降低,试图得到固态氦,却并没有成功(固态氦是1926年基索姆用降低温度和增大压力的方法首先得到的)。对于一般液体来说,随着温度降低,密度会逐渐增加。可在未来作为核聚变发电厂的革命性燃料,但是在我们的星球上这种氦只占氦总量的不到百分之一,所以我们只能在月球上开采。卡美林·奥涅斯使液态氦的温度下降,液氦的密度增大了。但是,当温度下降到零下271℃的时候,液态氦突然停止起泡,同时密度也突然减小了。
氦元素坚固的稳定力源于其闭壳层电子组态:其外壳层是完满的状态,没有空间和其他原子通过共用电子进行结合。不过这是地球表面环境中的情况。作为宇宙中第二丰富的元素,氦在恒星和巨型气体行星的构成中起着重要作用。所以如果我们正在遭遇短缺,而且我们正在遭遇,谁应该得到氦气的使用权呢,做实验的科学家还是在用它填充OVERtheHill气球。在外太空或者地球深处的极端条件下,它可能遵循着不同寻常的规律。如今,研究人员刚刚验证这种奇异的现象。
(作者: 来源:)