未来20年，航天也许将面临前所未有的突破   摘要   氦-3是一种氦的同位素，核内有两个质子和一个中子，不同于普通的氦-4，核内有两个质子和两个中子。 氦-3具有独特的性质，可以在热核反应堆中高效安全地使用。 氦-3在地球上极为稀缺，但在月球上相对丰富，是太阳风的产物。 氦-3可以成为太空飞行器和基地的强大能源，也可以从月球开采和运送到地球。 在未来20年内，预计太空探索将取得重大突破，与开发月球和利用氦-3有关。   引言   太空探索是人类活动中最有前景和令人兴奋的领域之一，它为探索和利用太空空间提供了无限的可能性。然而，太空探索也面临着严峻的技术和经济问题，阻碍了它的发展。其中一个问题就是能源问题。   能源问题是指太空旅行和探险需要大量的能源，而在太空环境中难以获得和使用。现有的太空能源方式有以下缺点：   化学火箭发动机是将太空飞行器送入轨道和星际轨道的最常用方式。但是化学火箭发动机效率低（比冲不超过450秒），需要大量的燃料（占火箭质量的大部分），并在发射时污染环境。   太阳能电池是为太空飞行器的舱内系统提供电力的最常用方式。但是太阳能电池效率低（不超过30%），依赖于距离太阳和太阳辐射入射角度，易于磨损和受到微陨石和太空尘埃的损害。   核反应堆是为远程和长期任务的太空飞行器提供电力的替代方式。但是核反应堆成本高，复杂重，需要特殊的安全措施和防辐射保护，并引起公众不满和政治争议。   因此，有必要寻找新的太空能源来源，它们应该是高效、安全、环保和经济的。其中一个来源就是氦-3。   什么是氦-3？   氦-3是一种氦的同位素，核内有两个质子和一个中子，不同于普通的氦-4，核内有两个质子和两个中子。氦-3是一种无色无味无臭无毒的气体，在温度低于3.2K（-269.8°C）时变为超流体。   氦-3具有独特的性质，可以在热核反应堆中高效安全地使用。热核反应是指轻核（如氢）融合成重核（如氦）时释放出巨大能量的反应。热核反应在恒星中发生，包括太阳，并且是宇宙生命的基础。   然而，在地球上启动热核反应需要非常高的温度（约100百万度）和压力（约1000亿帕），以克服正电荷的库仑斥力。为了达到这些条件，使用了不同的方法来加热和压缩等离子体——由自由电子和核组成的离子化气体。   有几种不同的热核反应可以用来获取能量。最研究和开发的是氘（D）和氚（T）的融合反应——氢的同位素，核内分别有一个和两个中子： D + T -> He-4 + n + 17.6 MeV   这个反应在相对低的温度（约15百万度）下有最大的概率（截面），并且可以在托卡马克中实现——环形的带有磁线圈的室，产生强烈的磁场来制造强烈的磁场，囚禁和加热等离子体。   这个反应的缺点是它产生高能中子，它们可以穿透反应堆的壁，造成辐射损伤和放射性废物。此外，氚是一种放射性同位素，有毒且稀缺，需要通过锂的中子俘获来制造。另一个可能的热核反应是氦-3和氘的融合反应：He-3 + D -> He-4 + p + 18.4 MeV   这个反应的优点是它产生正电子（质子），它们可以被电磁场捕获和利用，而不会损坏反应堆的壁。此外，氦-3是一种非放射性同位素，无毒且安全，不需要通过其他反应来制造。   然而，这个反应的难度也更大，因为它需要更高的温度（约100百万度）和更大的概率（截面），才能克服氦-3和氘之间更强的库仑斥力。因此，这个反应需要更先进的技术来实现，例如惯性约束聚变（ICF）或激光聚变。   氦-3在哪里？   氦-3在地球上极为稀缺，因为它很难从自然界中产生或分离。地球上的氦-3主要来源于以下途径：   宇宙射线轰击：当高能宇宙射线与大气中的原子核碰撞时，会产生一系列的核反应，其中一些会生成氦-3。然而，这个过程非常低效，每年只能产生约300克的氦-3。 三氚衰变：三氚是一种放射性同位素，有两个质子和一个中子，在12.3年的半衰期内衰变为氦-3和电子。三氚可以在自然界中由锂、硼等元素的中子俘获产生，也可以在人工核反应堆中由锂或重水的中子俘获产生。然而，三氚的总储量也很有限，估计只有约20吨。 原子弹爆炸：在原子弹爆炸时，会产生大量的中子和高温高压的环境，有利于氦-3的生成。据估计，在20世纪进行的核试验中，共产生了约230吨的氦-3。然而，这些氦-3大部分散失在大气中，只有少部分被收集和储存。   因此，地球上的氦-3总储量非常有限，估计只有约30吨。如果要用它作为热核能源，就需要寻找其他来源。而最有可能的来源就是月球。   月球上的氦-3主要来源于太阳风。太阳风是由太阳表面不断喷发的高能带电粒子组成的流动，其中包含约1%的氦-3原子核。由于月球没有大气层和磁场，太阳风可以直接轰击月球表面，并将氦-3等元素植入到月壤中。经过数十亿年的积累，月球表层形成了一层富含氦-3的薄膜。 据估计，月球表层的氦-3含量约为10-15 ppm，即每吨月壤中含有10-15克的氦-3。如果将月球表层的前3米挖掘出来，可以获得约110万吨的氦-3。这相当于地球上所有化石燃料的能量的几百倍。   氦-3的用途   氦-3可以作为一种强大而清洁的能源，为太空探索和地球发展提供动力。氦-3的主要用途有以下几个方面：   太空飞行器的推进：使用氦-3和氘的热核反应，可以为太空飞行器提供高效而持久的推进力。相比于化学火箭发动机，氦-3热核发动机可以大大降低质量比和比冲，从而提高有效载荷和飞行速度。例如，使用氦-3热核发动机，可以在几天内从地球飞到火星，而不是几个月。   太空基地的供电：使用氦-3和氘的热核反应，可以为太空基地提供稳定而充足的电力。相比于太阳能电池，氦-3热核反应堆可以不受太阳光照和温度变化的影响，而且占用空间更小，维护更简单。例如，使用氦-3热核反应堆，可以为月球基地或火星基地提供长期而可靠的能源。   地球的供电：使用氦-3和氘的热核反应，可以为地球提供清洁而安全的电力。相比于传统的裂变或聚变反应堆，氦-3热核反应堆不会产生放射性废物，也不会造成核泄漏或核扩散的风险。例如，使用1吨的氦-3和0.67吨的氘，可以产生19.6吉焦（5.4兆瓦时）的能量，足以满足100万人一年的用电需求。   结论   氦-3是一种具有巨大潜力的太空能源，它可以解决太空探索和地球发展中面临的能源问题。然而，要实现这一目标，还需要克服许多技术和经济的障碍，例如：   开采和运输：要从月球上获取氦-3，需要建立有效和可持续的开采和运输系统，包括月球车、月球轨道器、返回舱等设备。这些设备需要高度的自动化和可靠性，以降低人力和物力的消耗。 存储和处理：要在地球上使用氦-3，需要建立安全和高效的存储和处理系统，包括冷却罐、分离装置、纯化装置等设备。这些设备需要高度的密封和监控，以防止氦-3的泄漏和浪费。 聚变技术：要利用氦-3进行聚变反应，需要建立先进和稳定的聚变技术，包括惯性约束聚变或激光聚变等方法。这些方法需要高度的精确度和控制，以达到所需的温度和压力。   在未来20年内，预计太空探索将取得重大突破，与开发月球和利用氦-3有关。一些国家和组织已经制定了相关的计划和目标，例如：   中国：中国于2013年成功发射了嫦娥三号探测器，实现了月球软着陆和巡视探测。中国还计划在2024年发射嫦娥五号探测器，实现月球采样返回。中国的长期目标是在2030年前建立月球基地，并开展氦-3的开采和利用。   印度：印度于2008年成功发射了月船一号探测器，实现了月球轨道探测。印度还计划在2023年发射月船二号探测器，实现月球软着陆和巡视探测。印度的长期目标是在2030年前建立月球基地，并开展氦-3的开采和利用。   俄罗斯：俄罗斯于2011年失败地发射了奔月号探测器，试图实现月球轨道探测和采样返回。俄罗斯还计划在2025年发射奔月二号探测器，实现月球南极的软着陆和巡视探测。俄罗斯的长期目标是在2030年前建立月球基地，并开展氦-3的开采和利用。   美国：美国于2009年成功发射了月球勘测轨道飞行器（LRO）和月球坠落撞击探测器（LCROSS），实现了月球轨道探测和南极撞击分析。美国还计划在2024年发射阿尔忒弥斯计划的宇航员，实现人类重返月球。美国的长期目标是在2030年前建立月球基地，并开展氦-3的开采和利用。   欧盟：欧盟于2018年成功发射了小行星与月球探测器（SMART-1），实现了月球轨道探测。欧盟还计划在2025年发射小行星与月球探测器二号（SMART-2），实现月球南极的软着陆和巡视探测。欧盟的长期目标是在2030年前建立月球基地，并开展氦-3的开采和利用。   综上所述，氦-3是一种具有巨大潜力的太空能源，它可以为太空探索和地球发展提供动力。然而，要实现这一目标，还需要克服许多技术和经济的障碍，以及与其他国家和组织的合作与竞争。氦-3的未来将取决于人类对太空的渴望和努力。

一文详解！关于氘的各大领域   氘是氢的一种非放射性同位素，符号为D或2H，也被称为重氢。氘的原子核由一个质子和一个中子组成，其相对原子量为普通氢的二倍。氘的大部分理化性质类似氢，在大多数情况下，氘的反应性较氕（普通氢）稍小。自然界中，氘的含量约为一般氢的7000分之一，约占氢的0.016%。氘可以通过重水电解或液氢低温精馏等方法制得。   氘对oled显示器有什么作用   oled是一种有机发光二极管，是一种利用有机半导体材料和发光材料在电场驱动下发光的显示技术。与传统的液晶显示器（lcd）相比，oled具有自发光、视角广、反应快、颜色鲜艳、对比高、厚度薄、省电等优点，被认为是未来显示技术的发展方向。   氘是一种稀有的、稳定的、非放射性的氢同位素，其在地球上的天然丰度为0.0156%。氘的大部分理化性质类似氢，在大多数情况下，氘的反应性较氕稍小。氘主要以重水的形式被使用。人工加速的氘原子核能参与核反应，在热核反应过程中释放出巨大的能量，也用作氢反应机理的示踪原子。   氘在oled显示器中主要有以下几个方面：   提高oled材料的稳定性和寿命。由于氘原子比氢原子重，与其他原子形成的化学键也更强，因此可以抵抗环境中的化学腐蚀和热载流子效应，延缓oled材料的老化和退化。 调节oled材料的发光波长和色纯度。由于氘原子比氢原子重，与其他原子形成的化学键也更刚性，因此可以影响oled材料中分子的振动模式和能级结构，从而改变其发光波长和色纯度。   降低oled材料的驱动电压和功耗。由于氘原子比氢原子重，与其他原子形成的化学键也更强，因此可以增强oled材料中分子间的电荷传输能力，从而降低其驱动电压和功耗。 目前，氘在oled显示器中的应用主要集中在两个方面：一是通过氘交换过程，将oled材料中的部分或全部氢原子替换为氘原子，从而提高其稳定性和寿命；二是通过掺杂或共轭含有氘原子的有机分子，来调节oled材料的发光波长和色纯度 。通过使用含有氘原子的oled材料，可以有效地提高oled显示器的性能和稳定性，满足现代显示技术对高清晰度、高色彩还原度、低功耗等方面的高要求。   氘在核能方面的作用   氘是制造热核武器和实现可控核聚变反应的重要材料。 热核武器是利用轻元素（如氘、氚）之间发生核聚变反应而释放巨大能量的武器。热核武器通常需要一个原子弹作为引爆装置，提供足够高的温度和压力，使得核聚变燃料（如氘、氚）达到点火条件。   热核武器中常用的核聚变反应有以下几种： 氘-氚反应：D + T → He + n + 17.6 MeV 氘-氘反应：D + D → H + T + 4 MeV 或 D + D → He + n + 3.3 MeV 氚-氚反应：T + T → He + 2n + 11.3 MeV 氘-锂反应：D + Li → He + n + 22.4 MeV   其中，氘-氚反应是最容易实现的，因为它需要的温度和压力相对较低，而且产生的能量较高。但是，氚是一种放射性同位素，其半衰期只有12.3年，不易储存和运输。因此，热核武器中通常采用锂-6作为氚的来源，利用中子轰击锂-6产生氚的反应：n + Li → T + He + 4.8 MeV。   可控核聚变反应   可控核聚变反应是指在人为控制的条件下，使轻元素（如氘、氚）之间发生核聚变反应而释放能量，并将能量转化为可利用的形式（如电能）的过程。可控核聚变反应具有以下优点： 能源丰富：地球上存在大量的重水资源，可以提供足够的氘；海水中含有微量的氚，可以通过中子轰击锂来制造。   环境友好：核聚变反应产生的主要副产品是惰性气体氦，无放射性污染；即使发生事故，也不会造成严重后果。 安全可靠：核聚变反应需要非常高的温度和压力，一旦条件不满足，反应就会自动停止，不会发生爆炸或熔毁。   目前，世界上正在进行多个可控核聚变反应的研究和开发项目，其中最大的是国际热核实验堆（ITER）项目，由欧盟、美国、俄罗斯、日本、中国、韩国和印度等七个国家和地区共同参与。ITER项目的目标是建造一个能够产生500 MW的核聚变功率，并实现能量放大倍数（Q值）达到10的实验堆。ITER项目计划于2025年开始首次等离子体运行，2035年开始核聚变运行。   可控核聚变反应中常用的核聚变燃料是氘-氚混合物，因为它需要的温度和压力相对较低，而且产生的能量较高。氘-氚反应的方程式为：D + T → He + n + 17.6 MeV。其中，氦核可以转化为电能，中子可以轰击锂产生氚和热能。   氘在医学方面的作用   氘在医学方面主要有以下两个方面的作用： 氘可以用来标记某些生物分子或药物，通过检测其在体内的分布和代谢，可以研究其与生理功能或疾病的关系。氘标记的葡萄糖可以用来检测脑部的代谢活动，氘标记的水可以用来测定人体水分的平衡和流动。   氘在半导体中的应用   除了在核能和核医学等领域有广泛的应用外，氘也在半导体行业中发挥着重要的作用。半导体是一种电阻率介于导体和绝缘体之间的材料，具有可调节的导电性，广泛用于制造电子器件和集成电路。半导体中常见的材料有硅、锗、砷化镓等。   氘在半导体中的主要应用方式是通过氘交换过程，将半导体材料中的部分或全部氢原子替换为氘原子，从而改善半导体的性能和稳定性。这种过程通常称为氘退火或重水退火。   氘退火可以带来以下几方面的好处：   增强半导体材料中碳-氘键和硅-氘键的强度，减少化学腐蚀和热载流子效应对半导体电路造成的劣化。 延长半导体器件和微芯片的寿命，并使它们可以做得更小并具有高电路密度。 降低半导体材料中碳-氘键和硅-氘键的振动弛豫时间，使其更快地达到振动平衡点，提高半导体器件的响应速度。 减少半导体材料中由于应力引起的泄漏电流，降低功耗和发热。   目前，氘退火已经在许多类型的半导体器件和微芯片中得到了广泛的应用，例如高频大功率器件、光电雪崩二极管、太阳能电池、硅基激光器等。   通过使用氘退火技术，可以有效地提高半导体器件和微芯片的性能和稳定性，满足现代电子信息技术对半导体材料的高要求。

中国能否弥补当前的氦气缺口？全球氦气市场的贡献者、挑战和瓶颈！     氦气在医疗、电子和半导体等领域有着广泛的应用。然而，全球氦气市场目前正面临着供应不足的问题，在这种情况下，中国作为一个重要的消费国和潜在的生产国，能否弥补当前的氦气缺口呢？   中国在全球氦气市场中扮演着一个独特的角色。中国是全球第三大的氦气消费国，但是其自身的生产能力很低。因此中国需要从其他国家进口大量的氦气来满足其需求，然而中国也在努力提高其自身的生产能力，并寻找新的供应来源。   LM Intelligas的创始人Luke Manickam和Kornbluth Helium Consulting的创始人兼总裁Phil Kornbluth对中国在全球氦气市场中的作用和潜力进行了讨论。他们认为，中国有两个主要的优势：一是其巨大的内需市场，二是其与俄罗斯合作建设一个跨境天然气管道项目（Power of Siberia），其中包含了一些含有高浓度原生氦气的天然气田。   Manickam指出，中国目前每年消费约为1.2亿立方米的氦气，其中约80%来自进口。他认为，中国有能力成为一个自给自足的市场，只要它能够开发和利用好其本土资源以及中国有着强大的政府支持和资金投入，以及先进的技术和设备。   Kornbluth则认为，中国最大的机会在于其与俄罗斯合作建设Power of Siberia项目。这个项目预计将在2023年底或2024年初开始运行，并将为中国提供每年约6000万立方米的原生氦气。Kornbluth表示，这将使中国成为全球第二大原生氦气供应国，仅次于美国，这将改变全球氦气市场的格局，并给中国带来更多的议价能力和影响力。   然而，他们也指出了一些挑战和不确定性。首先，Power of Siberia项目是否能够按时完成和运行还有待观察。其次，中国是否能够有效地分离、储存和运输原生氦气也是一个关键问题。第三，中国是否愿意向其他国家出口其多余的原生氦气也是一个未知数。   氦气行业目前面临的瓶颈   尽管全球对氦气的需求持续增长，但是其供应却受到了各种因素的影响。其中之一是美国政府决定在2022年9月停止向公众出售FHR中剩余的氦气。这意味着全球将失去一个稳定可靠的供应来源，而且目前还没有其他国家能够建立类似的储备设施。   另一个来自俄罗斯，它是全球第五大的氦气生产国。2022年12月，在俄罗斯最大的天然气加工厂阿穆尔发生了火灾和爆炸事故，导致该厂停产至少六个月。此外，俄罗斯与乌克兰之间的紧张局势也可能影响其生产和出口。   除了供应方面的问题，全球氦气市场还面临着投资和物流方面的挑战和瓶颈。由于开采和运输成本高昂，以及政府对使用和销售进行严格监管，许多潜在的供应商难以进入市场。此外，由于运输限制和需求下降，全球氦气市场也受到了冲击，目前全球氦气市场的主要瓶颈是物流和供应链方面的限制，包括集装箱、船舶、卡车、仓库等。这些限制导致了运输成本的上升，以及供应的延迟和不稳定。 全球氦气市场的潜在贡献者   除了美国之外，还有一些其他国家也有潜力成为未来的重要供应商。这些国家都拥有丰富的天然气资源，其中含有可开采的原生氦气。Gulf Helium Services的总经理Mazin Babiker和Kornbluth Helium Consulting的创始人兼总裁Phil Kornbluth认为坦桑尼亚、南非、印度和澳大利亚都是值得关注的国家。   坦桑尼亚拥有全球第二大的原生氦气储量，预计将在2023年开始生产。该国正在与Helium One Global合作开发一个原生氦气项目，该项目位于坦桑尼亚东部的鲁夸河盆地。该项目预计将每年生产约1000万立方米的原生氦气。   南非也有着丰富的原生氦气资源，主要分布在自由邦省和北开普省。该国正在与Renergen Ltd合作开发一个原生氦气项目，该项目位于自由邦省的弗吉尼亚地区。该项目预计将在2023年开始生产，并将每年生产约500万立方米的原生氦气。   印度是全球第四大的天然气消费国，其中含有一定量的原生氦气。该国正在与ONGC合作开发一个原生氦气项目，该项目位于印度东北部的阿萨姆邦。该项目预计将在2024年开始生产，并将每年生产约200万立方米的原生氦气。   澳大利亚也有着巨大的天然气资源，其中含有一定量的原生氦气。该国正在与Blue Star Helium Ltd合作开发一个原生氦气项目，该项目位于澳大利亚西部的珀斯盆地。该项目预计将在2024年开始生产，并将每年生产约100万立方米的原生氦气。   全球除了美国之外，还有一些其他国家也能够为全球氦气市场做出贡献。这些国家都有着丰富的天然气资源，其中含有可开采的原生氦气。这些国家都在努力开发和利用好其本土资源，并寻求与合作伙伴的合作。这些国家的成功与否，将影响全球氦气市场的供应和价格。

GSA 宣布即将出售联邦氦气系统资产   美国总务管理局 (GSA) 宣布即将按照国会根据 2013 年《氦气管理法案》的指示出售联邦氦气系统资产，该资产目前由土地管理局 (BLM) 管理。   计划于7月12 日（2023 年）开始，销售流程将包括 Cliffside 天然气厂、联邦拥有的工厂设备、采矿权、氦气储存库、天然气井和联邦氦气管道。联邦氦气系统还由工厂设备组成，包括增压压缩机、天然气冷却撬、计量设备、备件、应急发电机、储罐和其他对氦浓缩过程至关重要的机械。一些工厂设备为私人所有，土地管理局通过租赁协议承担运营和小型维护责任。   除设施外，此次出售还包括联邦政府在 1930 年至 1942 年间收购的采矿权。这些地下所有权权益涵盖约 38,000 英亩的天然气资源和约 60 英亩的石油资源，为未来的勘探和开发提供了机会。   氦气储存库被称为布什圆顶，是位于地表以下约 3,000 英尺的自然地质构造。该储层历来储存了高达 440 亿立方英尺的氦气，其中包括联邦政府拥有的储存氦气和与天然气混合的天然氦气。   GSA 预计销售过程将持续八到九个月，并将在整个过程中与行业和利益相关者进行接触。

TEMC是如何利用稀有气价格飙升来扩大市场份额，又是如何准备在价格回落后继续增长的？   半导体专用气体生产商TEMC去年通过战争，稀有气体相关的销售额出现了爆炸式增长，但他们似乎正在努力实现业务结构的多元化，因为随着市场的发展，利润的下降是不可避免的。不过，新业务的具体方向似乎尚未确定。   据金融监督院电子公开系统20日显示，TEMC今年第一季度的现金资产为1190亿韩元，比去年年底增长217.5%。除了今年年初在科斯达克上市，获得了504亿韩元以外，去年作为牛导体特殊气体的氖气 (Ne) 、氙气 (Xe)、氪气 (Kr) 价格暴涨，导致营业利润率大幅上升，因为达到了数十亿美元。 由于现金等价物的激增，TEMC的相关财务指标也显着稳定。截至一季度，公司已开始无负债管理，资金充足。不过，业内主要解读是，去年盈利意外的推动力是稀有气体价格飙升，而今年随着氖氪氙价格企稳，营收减少、利润减少将不可避免。据推测，在现金等价物充裕的情况下，TEMC正在从事晶圆沉积材料的前体业务。   TEMC靠俄乌战争赚了不少钱   TEMC的主要产品是半导体工艺中使用的Ne、Xe、Kr等稀有气体和蚀刻用特种气体。这些稀有气体的主要来源是中国、美国、俄罗斯和乌克兰，TEMC从各国进口气体原料，进行精炼，供应给三星电子、SK海力士和台积电。   由于去年初俄罗斯发动对乌克兰的战争，供需形势不稳定，稀有气价格暴涨。据韩国国际贸易协会统计，去年的氖气、氙气、氪气进口价格同比分别上涨2634%、212%和113%，达到每公斤1613美元、9145美元和903美元。   由于稀有气体短缺，TEMC的销售额和营业利润也大幅增长。然而，自由现金流(FCF)继续流出，从资本支出(CAPEX) 中扣除292亿韩元，而经营活动现金流(OCF) 则流入221亿韩元。TEMC在科斯达克上市，扩大碳基特殊气体 (COS、CO等)，并在IPO过程中仅通过公发行资金就成功筹集了504亿韩元。仅今年一年，就计划支出266亿韩元用于设施投资,290亿韩元用于朵购材料等运营资金，以及86亿韩元用于偿还从金融机构借入的贷款的设施借款。 截至目前，公司现金流仍充裕。今年第一季度，短期借款为328亿韩元，借款总额为436亿韩元，大幅低于此前担保的现金等价物。   稀有气价格企稳，今年利润下降在所难免   不过，业界预计TEMC今年将无法像去年那样录得意外盈利，利润下降将不可避免。这是因为随着稀有气体价格的稳定，特殊效果消失了。   今年1-5月，氖气、氙气、氪气的进口价格分别为380美元、6461美元、121美元。4月和5月,价格进一步下跌至129美元、4023美元和112美元，与去年第二季度相比下降了94%、48%和92%。   一位天然气行业相关人士表示，“随着今年天然气价格逐渐正常化，TEMC的销量下滑是不可避免的。”韩华投资证券研究员KimGwang-in也补充道:“在去年异常上涨的稀有气价格正常化的过程中，利润下降在第二季度之前是不可避免的。”   TEMC的产品组合不仅限于稀有气体。目前正在扩大库存市场竞争激烈的乙硼烷(B2H6)以及碳基特种气体。然而，业界对TEMC拓展Diboran 市场的能力提出质疑。这是因为，行业第一的液化空气集团通过Wonik Materials向韩国供货，韩国Metison SpecialGas也在其位于忠清南道的牙山工厂生产乙硼烷。   半导体行业的特点是不容易更换供应商，因为工艺精度非常敏感。另外，随着下游企业开始减产，业内预计C4F6气体供应线将暂时以复星和默克为中心形成。在这种情况下，有人指出TEMC需要在稀有气体之外实现业务多元化。

北美的氦气初创企业即将首次投产   近年来，由于氦的反复短缺和历史高位价格的推动，我们在世界各地看到了数量空前的氦勘探初创企业——尤其是在北美。   这种活动主要集中在美国西南部的四角地区，以及加拿大的萨斯喀彻温省和阿尔伯塔省。而一些先行者已经生产氦气几年了，少数几家公开上市的勘探初创企业已经宣布计划在今年晚些时候或2024年初开始生产气态氦气。如果这些公司成功地贯彻其宣布的计划，到2024年中期，这些初创企业可以共同为北美供应增加1亿至1.5亿立方英尺（MMCF）的产量。   Avanti Helium ，总部设在卡尔加里，活动集中在阿尔伯塔省南部和蒙大拿州和萨斯喀彻温省西南部的大Knappen地区，最近宣布计划有一个氦回收装置（HRU）在2023年第四季度运行，以处理其Sweetgrass项目的气体。Avanti有78,000在Knappen地区的几英亩土地上，天然气通常是98%的氮气，约1%的氦气。Avanti尚未宣布其HRU的供应商或预期产能。   Blue Star Helium总部位于西澳大利亚苏比亚科，一直在亚利桑那州、科罗拉多州、新墨西哥州和犹他州探索氦。蓝星公司在科罗拉多州洛斯亚尼亚斯县的旅行者项目是他们最先进的努力，该公司最近宣布了一项三井钻探计划，打算在2023年第四季度前投入使用。蓝星尚未宣布其HRU的供应商或预期产能。   Desert Mountain Energy总部设在不列颠哥伦比亚省温哥华，一直专注于从其在亚利桑那州东北部霍尔布鲁克盆地的种植面积生产氦气。从Generon购买的HRU的建设已经完成，麦考利工厂目前正在调试。沙漠山能源公司已经吹捧这样一个事实，即麦考利电厂将由太阳能供电，由麦考利油田生产的氢气提供备用电源。沙漠山脉能源公司预计将生产纯度最低为99.995%的气态氦。麦考利工厂的生产能力尚未公布。    First Helium总部位于阿尔伯塔省卡尔加里，一直在加拿大阿尔伯塔省探索氦。它一直在开发其在艾伯塔省北部的沃斯利项目和艾伯塔省南部的莱斯布里奇项目。第一氦拥有60,000英亩的沃斯利项目更为先进，该公司的目标是在2024年第一季度末启动原始氦的初始交付，其最低纯度为95%。今年5月，该公司还宣布，已与一家未具名的“全球主要工业天然气供应商”签订了一项长期收购或支付协议。首先，氦尚未确定其Hru的供应商或预期的工厂容量。   Royal Helium总部设在萨斯喀彻温省萨斯喀彻温省，在萨斯喀彻温省和加拿大艾伯塔省设有氦项目。皇家航空公司的Steveville项目位于阿尔伯塔省南部，是他们在2022年收购帝国氦公司的一部分。该公司在2023年第二季度宣布了一项预期的启动计划。由Arjae设计解决方案公司(Arjae Design Solutions)建造的皇家赫鲁公司(Royar‘s Hru)每天的原始气体处理量将达到10至15 MMcf，预计将生产纯度为99.999%的气态氦。   随着时间的前进，看看这些公司中哪些能够贯彻执行他们在新闻稿中传达的计划，哪些做得不够。根据以往的经验，可以有把握地假设，一些氦气工厂的启动时间将偏离规定的日期。同样值得注意的是，这些公司尚未就其对氦生产能力的期望达成一致，大概是因为他们不想在未来被视为达不到他们的预测。   无论如何，我们似乎正在进入一个时期，将有越来越多的小型氦生产商进入市场。这将为二级天然气公司提供更多直接从生产商获得供应的机会，并逐渐削弱氦气巨头的主导地位。

随着半晶圆厂扩建的推进，电子气体需求将增加   材料咨询公司TECHCET的一份新报告预测，电子气体市场的五年复合年增长率（复合年增长率）将上升至6.4%，并警告称，乙硼烷和六氟化钨等关键气体可能面临供应限制。   电子气体的积极预测主要是由于半导体行业的扩张，领先的逻辑和3DNAND应用对增长的影响最大。随着未来几年正在进行的晶圆厂扩建上线，将需要额外的天然气供应来满足需求，从而提高天然气的市场表现。   目前美国有六家主要芯片制造商计划建造新的晶圆厂：即格芯、英特尔、三星、台积电、德州仪器和美光科技。   然而，研究发现，电子气体的供应限制可能很快就会出现，因为预计需求增长将超过供应。 示例包括乙硼烷 （B2H6） 和六氟化钨 （WF6），两者都对制造各种类型的半导体器件（如逻辑 IC、DRAM、3DNAND 存储器、闪存等）至关重要。由于它们的关键作用，随着晶圆厂的崛起，预计它们的需求将快速增长。   总部位于加利福尼亚州的TECHCET分析发现，一些亚洲供应商现在正在借此机会填补美国市场的这些供应缺口。   当前来源的天然气供应中断也增加了将新的天然气供应商带入市场的需求。例如，由于俄罗斯战争，乌克兰的氖气供应商目前不再运作，并且可能永久退出。这给氖气供应链带来了严重的限制，在其他地区新的供应来源上线之前，这种限制不会得到缓解。   “氦气供应也处于高风险之中。美国BLM转让氦气商店和设备的所有权可能会中断供应，因为设备可能需要离线进行维护和升级，“TECHCET高级分析师Jonas Sundqvist补充道，理由是过去一年新氦气产能相对缺乏进入市场。   此外，TECHCET目前预计未来几年氙气，氪，三氟化氮（NF3）和WF6的潜在短缺，除非增加产能。

探索氦-3的潜力：为了可持续的未来   在寻求可持续发展的未来时，科学家和研究人员一直在探索各种替代能源，以帮助满足不断增长的全球能源需求。氦-3就是这样一种潜在的能源，它是一种罕见的氦同位素，可以彻底改变聚变能源领域。聚变能源涉及原子核的合并以释放能量，由于其有可能提供清洁、丰富和安全的电力，长期以来一直被吹捧为能源领域的一个游戏规则改变者。然而，目前依靠氢同位素、氘和氚融合的核聚变技术面临着一些挑战，包括产生高能中子，可能导致反应堆的结构损坏并产生放射性废物。另一方面，氦-3为克服这些挑战和释放聚变能源的真正潜力提供了一个有希望的替代方案。   氦-3是一种非放射性同位素，在地球上极为罕见，但在月球上却很丰富。当与氘融合时，氦-3产生的反应以带电粒子的形式释放出大量的能量，而没有高能中子。这种非核聚变过程是非常理想的，因为它消除了反应堆结构损坏的风险，并大大减少了放射性废物的产生。此外，反应中产生的带电粒子可以直接转化为电能，提高了该过程的整体效率，使其成为大规模发电的潜在的更可行的选择。   氦-3核聚变的潜在好处并没有被忽视，一些国家，包括美国、俄罗斯和中国，一直在投资研究和开发工作以利用这一资源。事实上，中国最近的月球探测任务是专门用来评估从月球表面开采氦-3的可行性。虽然从月球上开采氦-3的前景可能看起来很牵强，但值得注意的是，月球表面估计有超过一百万公吨的氦-3，这有可能满足地球数千年的能源需求。   然而，实现氦-3核聚变潜力的道路并非没有挑战。其中一个主要障碍是开发一个实用和高效的核聚变反应堆，能够维持氦-3和氘核聚变过程所需的高温和高压。此外，从月球提取和运输氦-3到地球将需要在空间探索和采矿技术方面取得重大进展，以及大量的财政投资。   尽管有这些挑战，氦-3核聚变的潜在好处是不容忽视的。如果成功利用，氦-3核聚变可以提供几乎无限的清洁能源供应，帮助缓解气候变化的影响，减少我们对化石燃料的依赖。此外，氦-3核聚变技术的发展还可以为其他领域的进步铺平道路，如空间探索、材料科学，甚至医疗应用。   总而言之，氦-3代表了革新核聚变能源和促进可持续发展的一条有希望的途径。虽然无疑有许多技术和后勤方面的挑战需要克服，但潜在的回报是巨大的。随着全球社会继续努力解决对清洁、丰富和安全能源的迫切需求，我们继续探索和投资像氦-3核聚变这样的创新解决方案至关重要。通过这样做，我们可以确保为子孙后代提供一个更光明、更可持续的未来。

氦气市场：下一步是什么？   2021年，俄罗斯联邦的氦气估计消费量首次超过其产量，到目前为止，市场处于过剩状态。然而，在 NWO 开始后，对天然气的需求显着下降，现在最低产量涵盖了俄罗斯市场的需求。   根据AC TEK项目经理Lola Ogrel在第十一届国际会议“氦气2023”上介绍的说法，俄罗斯的氦气消耗量下降了22%至357万立方米，2023年第一季度下降趋势仍在继续。   据专家介绍，当产品以高于俄罗斯国内价格的价格出口时，会导致俄罗斯国内市场出现短缺。与此同时，具有重要战略意义的行业的供应仍处于所需水平，广告和娱乐领域受到影响，这一直是对市场上可用供应量做出反应的第一个因素。     出口供应结构发生了显着变化：例如，如果 2015 年俄罗斯天然气工业股份公司供应了出口天然气总量的 82%，那么到 2020 年其他供应商的份额将增加到 89%。此前，俄罗斯液氦的主要消费者是欧洲和苏联国家，但在2022年，大部分数量流向了中国。据CREON Conferences Telegram频道介绍，在Amur GPP复工和INK上线后，产品的主要流量将流向亚太国家。   根据 CYBER-S 项目负责人 Igor Shilov 提供的数据，2022 年对中国的氦气供应同比增长。增加 14.5% 至 4,218 吨。其中，再加上澳大利亚停止向中国供应氦气（其向中国交付的份额为 4-8%），为俄罗斯氦气生产商开辟了一个额外的销售利基市场。

埃克森美孚停产丨氦 4.0：对艰难夏天的期望   2023 年将是自 2006 年以来受到氦气短缺影响的第九个年头——而且随着即将到来的工厂停运将带来更多挑战，地平线上似乎还会出现更多不利因素。   最值得注意的是，美国石油和天然气公司埃克森美孚将于 7 月 10 日关闭其 LaBarge 工厂，预计关闭时间为 29 天。 位于怀俄明州的 LaBarge 站点生产了世界上 20% 以上的氦气。   Kornbluth Helium Consulting 总裁 Phil Kornbluth 表示，主要维护停工将增加 7 月至 9 月期间的供应缺口。 “氦气短缺 4.0 有所缓解。 然而，我们有点‘暴风雨前的平静’，因为即将到来的埃克森美孚停产将导致市场供应大量减少，”他告诉 gasworld。   虽然维护中断并不罕见，但它们仍然让市场感到不安。 正如 Kornbluth 解释的那样，埃克森美孚的关闭将使供应缺口暂时增加到 30% 左右，这是相当严重的。   “市场通常需要几个月的时间才能从此类事件中恢复过来，”Kornbluth 说。 “第三季度的大部分时间对于氦气供应而言将相当艰难。”   BLM 的氦气资产出售   另一个影响市场的重大事件是 BLM 的粗氦浓缩装置在 2022 年 1 月至 2022 年 6 月停运，这导致市场至少减少了 10% 的供应。   从 2022 年第二季度开始，粗氦浓缩装置由工业气体公司 Messer 运营——Kornbluth 认为移交是成功的。 “自从梅塞尔接管责任以来，BLM 运作良好，”他说。   “BLM 最近还在 4 月下旬至 5 月初成功完成了计划中的维护关闭，没有显着影响氦气供应。”   关于出售 BLM 的氦气资产，市场仍在等待资产出售是否会重新安排以及拍卖何时进行的公告。   阿穆尔河和俄罗斯的制裁   除了出售 BLM 的氦气资产外，另一个不确定因素在于俄罗斯天然气工业股份公司的阿穆尔天然气加工厂（GPP）。 2022 年，随着该站点的启动，人们谈论了氦气的新曙光，但后来由于爆炸和火灾导致工厂停工进行大规模维修而被推迟。   “俄罗斯天然气工业股份公司一直告诉客户为阿穆尔河生产在 6 月或 7 月重启做好准备，但由于该公司过去曾错过过于乐观的时间表，因此人们对工厂重启的时间持相当多的怀疑，”Kornbluth 说。   一旦重启，由于持续的俄乌战争而实施的制裁将引发一些复杂情况。 “从阿穆尔河到市场的氦气流量可能会受到美国政府拒绝使用美国制造的容器从俄罗斯出口氦气所需的许可证的限制，”Kornbluth 说。   他继续说道，“我相信，无法获得足够的氦气容器将使氦气短缺 4.0 的持续时间延长到 2024 年，因为最近需要 18-24 个月才能获得消除瓶颈所需的新容器。”   但这些对美国公司的限制为海外带来了机会。   “虽然美国的贸易限制降低了全球氦气巨头出口俄罗斯氦气的能力，但总部位于不受美国贸易限制的国家的天然气公司可能有机会从俄罗斯天然气工业股份公司获得供应并加强其在氦气业务中的地位， ” Kornbluth 证实。   俄罗斯天然气工业股份公司一直在积极联系中国和印度以及其他国家的潜在买家，以减轻美国贸易限制的影响。   新产能来了   市场需要关注的不仅仅是这些机会。 Kornbluth说卡塔尔将带来每年 15 亿立方英尺 (bcf/y) 的新来源将在 2027 年左右投产。该项目被称为 Helium 4，将从 Qatargas 液化天然气扩建提供的原料气中提取氦气，年产量达到1.26亿吨。   与 Gazprom 的 Amur 项目相结合，后者的铭牌产能为 2.25 bcf/y，这些项目最终的产量可能超过 3 bcf/y——这将大幅增加全球氦气供应。   虽然这些可能是最具影响力的项目，但还有其他项目正在进行中。   Freeport LNG 将在 2024 年增加 2 亿立方英尺 (mmcf) 的新供应，而 Renergen 的弗吉尼亚项目如果能够获得融资，可能会增加超过 300 mmcf。   “加拿大和美国西南部也将有新供应，坦桑尼亚或澳大利亚也可能有新供应，这取决于正在进行的勘探计划是否成功，”Kornbluth 说。   另一个受到关注的项目是 Blue Spruce Operating 的项目，该项目可以在怀俄明州增加高达 800 mmcf/y 的新供应量。 Blue Spruce 拥有非常丰富的天然气资源，与埃克森美孚自 1986 年以来成功提取氦气的天然气非常相似。”   Blue Spruce Operating 的前景因获得二氧化碳 (CO2) 封存信用的潜力以及天然气和氦气销售收入而得到提升。   当然，还有一些初创企业刚刚开始生产氦气或计划在今年晚些时候生产。   Kornbluth 说：“试图在美国西南部以及加拿大的萨斯喀彻温省和艾伯塔省开发新生产的氦气勘探初创企业仍有很多活动。”   行业对短缺的反应   2023 年是自 2006 年以来受到氦气短缺影响的第九个年头，应对短缺并不是一个新的挑战。 用 Kornbluth 的话来说，“剧本已经非常成熟。”   “氦气业务的参与者需要灵活敏捷，以避免在即将发生的事件中陷入错误的一面”   “该行业在应对氦气短缺方面有很多实践。 毕竟，这是 Helium Shortage 4.0，而不是 1.0，”Kornbluth 说。   “供应短缺的主要供应商通常会宣布不可抗力，实施供应分配并提高价格。 在大型企业的下游，其他所有人都在尽最大努力应对供应分配的影响，并将价格上涨传递给他们的客户。”   氦气业务的参与者需要灵活敏捷，以避免在即将发生的事件中被误入歧途。 有一件事是肯定的：阿穆尔河项目仍存在重大不确定性。   Kornbluth 总结道：“我认为 2023 年剩余时间和 2024 年将是全球氦气业务充满巨大不确定性的时期。 Amur 即将开始生产，但我们不知道它何时会发生，也不知道它会以多快的速度增加。 而且，一旦投入运营，阿穆尔的氦气流量可能会受到贸易限制的限制。”