人类发现氦气是一个意外中的故事。1868年,法国天文学家简森 (Janssen P J C,1824-1907) 在观察日全食时,就在太阳光谱上观察到一条黄线D,这和已知的钠光谱的D1和D2两条线不同。同时,英国天文学家洛克耶尔 (Lockyer J N,1836-1920) 也观测到这条黄线D。当时天文学家认为这条线只有太阳才有,还以为是一种金属元素,所以洛克耶尔把这个元素取名为Helium,由两个字拼起来,helio是希腊文太阳的意思,而-ium是指金属元素。中译名为氦。
1895年,莱姆赛和另一位英国化学家特拉弗斯 (Travers M W,1872-1961) 用硫酸处理沥青铀矿时,产生一种不活泼的气体,用光谱鉴定为氦,证实了氦元素也是一种稀有气体,而且地球上也有,并非金属元素。
氦气有许多实际用途,不仅仅是拿来对气球充气而已。无论是科学实验室的基本设备到医学扫描仪,甚至是潜水罐,甚至是各种科学突破,例如希格斯玻色子的发现到新药物材料,都需要氦气。
虽然氦气是宇宙中第二丰富的元素,但在地球上取得却不易。全球的氦气供应量非常少,而且从2011年到2013年,氦气行业短缺20%的氦气。
在稀有气体供应的动荡之中,我们要如何才能确保氦的可持续未来、而不是任其飘入太空?
氦的沸点为-452华氏度,其液态是所有元素中最冷的,在日常压力下不会冻结,是世界上最好的冷却剂。超导磁体(例如MRI扫描仪或化学实验室设备关键部件中的磁体) 如果不浸入液氦中就无法运作。也有许多必须在高于绝对零值(-459.67华氏度)温度下进行的前沿研究,也需要使用氦。
但是液氦的暴涨价格,使医疗和创新生态系统面临巨大风险。许多科学家放弃了研究领域,有许多科研机构正在关闭依赖液氦的实验室。
由于氦是至关重要且不可再生的稀有气体,因此美国科学家倡议,我们必须谨慎管理每一滴液氦。而且不仅在氦气价格飙升的时候才需要节省使用,在价格稳定时候也要防患未然,遵守保护氦气的计划。他们也建议当局介入,以确保氦气的稳定供应和价格,使医疗和研究企业可以在未来几年内继续运转。
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