氦是一種化學元素，是一種無色、無臭、無味的氣體。在日食期間太陽發出的光的光譜（將光分裂成不同顏色的光線）中首次注意到這一點。1868 年，法國天文學家皮埃爾·朱爾斯·詹森和他的英國同事約瑟夫·諾曼·洛克耶（Joseph Norman Lockyer）能夠觀察到一條新的淺黃色線，這在科學界之前是未知的。事實證明，這是一種以前未知的元素的顯示方式，后來被稱為氦。

 

就在宇宙中的分布而言，氦在氫之后位居第二，但在我們的星球上這種氣體并不多。直到 1895 年，蘇格蘭化學家威廉拉姆齊才從礦物硅藻土中分離出氦。

 

“存款”分類

今天，這種稀有元素是從天然氣中提取的。奧倫堡天然氣加工廠正在俄羅斯這樣做。所發現的沉積物在天然氣中僅含有 0.055% 的氦，這將該來源歸類為“貧乏”。“富”礦床可稱為所需物質的百分比不低于 0.5% 的礦床。如果氦氣在氣體中的份額為0.1-0.5%，那么這樣的場就稱為“普通”場。

 

自然界中的氦

陸地氦最常由鈾 235、釷和鈾 238 及其不穩定的衰變產物衰變形成。氣體慢慢地積聚在地殼中。數百萬年來，一噸花崗巖中含有 10 克釷和 2 克鈾，只產生 0.5 立方厘米（或 0.09 毫克）的元素。只有少數富含釷和鈾的礦物可以擁有高含量的氦。此外，大部分礦物經過風化、重結晶等過程，導致氦逸出。釋放的氣泡可以溶解在地下水中或通過礦物中的裂縫和孔隙逃逸到大氣中。

 

氦氣生產

我們的星球上有多達 410 億立方米的氦氣。大量礦床分布在中國、美國、俄羅斯、阿爾及利亞。全世界人類每年總共生產氦氣約1.75億立方米，其中俄羅斯生產的氦氣不超過500萬立方米。這是因為這種天然氣最豐富的礦床位于尚未建立生產的西伯利亞和遠東地區。

 

氦是如何從天然氣中產生的

從天然氣中提取氦氣包括兩個階段。作為低溫冷凝的結果，可以獲得氦濃縮物，其中已經存在 80% 的所需物質。接下來，您需要清除所產生的濃縮物中的雜質（方法取決于元素）：氫氣、氬氣、氖氣、氮氣、甲烷。

 

氦氣的應用

氦氣具有許多有用的特性，包括導電性和導熱性。在許多領域，這些屬性是必需的。氣體通常用于航空、火箭、核工業和電子工業以及醫藥。

 

1915 年，德國首次使用氦氣，他們開始用它填充飛艇。很快，這種輕質且不易燃氣體成為航空交通工具不可或缺的填充物。1930 年代，由于化學家、冶金學家和機械制造商開始關注這種元素，人們對飛艇建造的興趣減弱，導致氦產量減少，盡管只持續了很短的時間。

 

氦氣非常輕，因此可以在浸入水中或用于航空（氣球、飛艇）時使用。

 

這種氣體是無毒的，可以吸入而不損害健康。正是由于這個原因，各種呼吸混合物通常由它制成。

 

這些可以是用于進行沉箱工程或水肺潛水的組合物。這種氣體范圍與其在水和血液中的低反應性和溶解度有關。

 

最近，氦氣經常用于核工業：這種物質是核反應堆的良好冷卻劑。氣體也在冶金中找到了自己的位置：在焊接金屬時，可以用氦氣創造一個保護環境。

 

氦氣使獲得超低溫成為可能，在大型強子對撞機中充當冷卻劑。它用于制造 MRI 機器、阿波羅火箭和衛星設備。它在光纖和半導體的生產中用作惰性氣體。氦氣激光器用于超市的收銀臺掃描條形碼。

 

由于其低密度，氣體被用作氣球的填充物，用于裝飾和研究目的。例如，在氣象學中，需要使用氦氣球來將測量儀器提升到所需的高度。

 

我們有足夠的氦氣嗎？

據俄羅斯天然氣工業股份公司 VNIIGAZ 預測，到 2030 年，整個行業將需要約 238-3.12 億立方米，遠高于預計產量（213-2.38 億立方米）。自然會出現短缺，這只能通過提高世界各地的氦產量水平來避免。俄羅斯聯邦政府已經采取必要措施，在恰亞丁、科維廷斯基和西伯利亞其他地區為如此重要的資源建立生產中心。