據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，氦氣是一種很有意思的物質(zhì)。填進(jìn)氣球里，便能讓氣球高高升空；吸進(jìn)嘴巴里，就能變出唐老鴨那般搞笑的嗓音。不過(guò)吸氦氣可不是什么明智之舉，因?yàn)樗梢匀〈覀兎沃械难鯕?、或引發(fā)其它呼吸道問(wèn)題。

　　除了這兩點(diǎn)作用之外，氦氣還有什么用處？它有沒(méi)有可能用完呢？氦氣是一種氣體，與人類幾乎毫無(wú)共同之處，但彼此都離不開對(duì)方?，F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)需要依賴氦氣，氦氣也需要我們尋找更好的保護(hù)手段、防止被我們徹底用完。

　　氦氣是一種惰性氣體，由法國(guó)天文學(xué)家朱爾斯·讓森（Jules Janssen）在1868年8月18日的全日食期間發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí)人們尚未在地球上發(fā)現(xiàn)過(guò)這種元素，因此讓森用太陽(yáng)（helios）為其命名，稱其為氦（helium）。自此之后，科學(xué)家圍繞氦取得了許多重要進(jìn)步，如醫(yī)學(xué)和天體物理學(xué)等領(lǐng)域使用的現(xiàn)代分析工具、我們?nèi)粘Ｊ褂玫氖謾C(jī)等等，這些物品的生產(chǎn)過(guò)程都離不開氦氣。氦氣的獨(dú)特物理特性還幫助全世界的科學(xué)家做出了許多重大發(fā)現(xiàn)，對(duì)國(guó)際社會(huì)助益良多。

　　地球上的氦供應(yīng)是有限的

　　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、宇宙大爆炸須臾之后便已經(jīng)誕生，至今已有數(shù)十億年的歷史。它是宇宙中第二輕、也是第二常見的元素，僅次于氫氣。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)氦都是在宇宙大爆炸時(shí)形成的。鈾和釷等放射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，放射性元素分裂成若干碎片，同時(shí)釋放出能量，因此名為裂變。

　　放射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?/p>

　　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)、不具有放射性、不可燃燒、無(wú)毒，關(guān)鍵的一點(diǎn)是，它的沸點(diǎn)低至4.2開爾文，即零下268攝氏度，十分接近宇宙中的溫度下限——零度。其它元素在該溫度下都不可能保持液體狀態(tài)。氦氣是目前唯一一種具有這些特性、且能夠?yàn)槲覀兯玫牡奈镔|(zhì)。

裝滿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、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣。　　裝滿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、氖氣、氬氣、氪氣、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、國(guó)防科技、高科技制造業(yè)、火箭引擎測(cè)試、焊接、商業(yè)潛水、粒子加速器磁鐵、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)的核磁共振技術(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。

　　超導(dǎo)體材料是磁共振和核磁共振設(shè)備的關(guān)鍵，而這些材料在4.2開爾文的溫度下才能保持穩(wěn)定。電子從材料中流過(guò)、產(chǎn)生電流時(shí)，大多數(shù)材料都會(huì)產(chǎn)生電阻，這對(duì)磁裝置而言是一大問(wèn)題。我們使用的每一樣電子設(shè)備、以及運(yùn)輸電力的所有基礎(chǔ)設(shè)施都會(huì)因?yàn)殡娮钃p失能量。由于電阻的存在，很難用高強(qiáng)度電流產(chǎn)生高強(qiáng)磁場(chǎng)。然而超導(dǎo)體卻不會(huì)阻礙電子的流動(dòng)，因此能產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場(chǎng)，可以進(jìn)行高分辨率醫(yī)學(xué)成像。但超導(dǎo)體材料要想發(fā)揮正常功能，就必須被放置在超低溫環(huán)境中。這也正是液氦不可或缺的原因。