氦是一种化学元素，是一种无色、无臭、无味的气体。在日食期间太阳发出的光的光谱（将光分裂成不同颜色的光线）中首次注意到这一点。1868 年，法国天文学家皮埃尔·朱尔斯·詹森和他的英国同事约瑟夫·诺曼·洛克耶（Joseph Norman Lockyer）能够观察到一条新的浅黄色线，这在科学界之前是未知的。事实证明，这是一种以前未知的元素的显示方式，后来被称为氦。

 

就在宇宙中的分布而言，氦在氢之后位居第二，但在我们的星球上这种气体并不多。直到 1895 年，苏格兰化学家威廉拉姆齐才从矿物硅藻土中分离出氦。

 

“存款”分类

今天，这种稀有元素是从天然气中提取的。奥伦堡天然气加工厂正在俄罗斯这样做。所发现的沉积物在天然气中仅含有 0.055% 的氦，这将该来源归类为“贫乏”。“富”矿床可称为所需物质的百分比不低于 0.5% 的矿床。如果氦气在气体中的份额为0.1-0.5%，那么这样的场就称为“普通”场。

 

自然界中的氦

陆地氦最常由铀 235、钍和铀 238 及其不稳定的衰变产物衰变形成。气体慢慢地积聚在地壳中。数百万年来，一吨花岗岩中含有 10 克钍和 2 克铀，只产生 0.5 立方厘米（或 0.09 毫克）的元素。只有少数富含钍和铀的矿物可以拥有高含量的氦。此外，大部分矿物经过风化、重结晶等过程，导致氦逸出。释放的气泡可以溶解在地下水中或通过矿物中的裂缝和孔隙逃逸到大气中。

 

氦气生产

我们的星球上有多达 410 亿立方米的氦气。大量矿床分布在中国、美国、俄罗斯、阿尔及利亚。全世界人类每年总共生产氦气约1.75亿立方米，其中俄罗斯生产的氦气不超过500万立方米。这是因为这种天然气最丰富的矿床位于尚未建立生产的西伯利亚和远东地区。

 

氦是如何从天然气中产生的

从天然气中提取氦气包括两个阶段。作为低温冷凝的结果，可以获得氦浓缩物，其中已经存在 80% 的所需物质。接下来，您需要清除所产生的浓缩物中的杂质（方法取决于元素）：氢气、氩气、氖气、氮气、甲烷。

 

氦气的应用

氦气具有许多有用的特性，包括导电性和导热性。在许多领域，这些属性是必需的。气体通常用于航空、火箭、核工业和电子工业以及医药。

 

1915 年，德国首次使用氦气，他们开始用它填充飞艇。很快，这种轻质且不易燃气体成为航空交通工具不可或缺的填充物。1930 年代，由于化学家、冶金学家和机械制造商开始关注这种元素，人们对飞艇建造的兴趣减弱，导致氦产量减少，尽管只持续了很短的时间。

 

氦气非常轻，因此可以在浸入水中或用于航空（气球、飞艇）时使用。

 

这种气体是无毒的，可以吸入而不损害健康。正是由于这个原因，各种呼吸混合物通常由它制成。

 

这些可以是用于进行沉箱工程或水肺潜水的组合物。这种气体范围与其在水和血液中的低反应性和溶解度有关。

 

最近，氦气经常用于核工业：这种物质是核反应堆的良好冷却剂。气体也在冶金中找到了自己的位置：在焊接金属时，可以用氦气创造一个保护环境。

 

氦气使获得超低温成为可能，在大型强子对撞机中充当冷却剂。它用于制造 MRI 机器、阿波罗火箭和卫星设备。它在光纤和半导体的生产中用作惰性气体。氦气激光器用于超市的收银台扫描条形码。

 

由于其低密度，气体被用作气球的填充物，用于装饰和研究目的。例如，在气象学中，需要使用氦气球来将测量仪器提升到所需的高度。

 

我们有足够的氦气吗？

据俄罗斯天然气工业股份公司 VNIIGAZ 预测，到 2030 年，整个行业将需要约 238-3.12 亿立方米，远高于预计产量（213-2.38 亿立方米）。自然会出现短缺，这只能通过提高世界各地的氦产量水平来避免。俄罗斯联邦政府已经采取必要措施，在恰亚丁、科维廷斯基和西伯利亚其他地区为如此重要的资源建立生产中心。