很多人對火箭發射、衛星入軌、蛟龍號深海潛水這些事情並不陌生,這些尖端設備上天入地時,都少不了帶上一種特殊的氣體,氦氣。氦氣在中國十分稀少,其提取技術更讓幾代人為之奮鬥。
世界上最難液化的氣體 是非同小可的戰略物資
氦氣是空氣中的稀有氣體。對火箭而言,氦氣有兩大作用:一是對火箭燃料倉內部進行清洗、凈化,同時檢測其密封性能如何。
第二個作用就是,火箭燃料倉裝填易燃易爆的液體燃料時,需要用高壓氦氣作為推力,才能確保燃料裝填到位、安全。
當火箭搭載的衛星進入太空,需要入軌調整衛星運行姿態時,會從衛星相對應部位,噴射釋放出一些高壓氦氣,從而減輕衛星重量,實現精準入軌調姿,確保衛星傳輸信號和地面通信系統暢通。
不僅天上的火箭、衛星要用到氦,在深海潛水作業時,深水潛水員下潛到深海60米以下時,他們的專用呼吸氣體,就是氦氣和氧氣的混合氣,而不是通常意義的含有氧氣和氮氣的空氣。
△深海潛水專用呼吸器
中石油西南油氣田公司成都天然氣化工總廠分析檢驗中心工程師 王斌:氦氣擴散的速率,是氮氣的2.5倍,在人體中血液中和組織中的溶解度,是氮氣的40%。用這種氦氧混合氣,就可以避免用氮氧混合氣,出現動作失調、身體無法控制等症狀。
氦的元素符號He,來源於希臘文,原意是「太陽」。氦屬於惰性元素,是所有元素中最不活潑的元素,它無色、無味、無毒,不燃燒,是最難液化的一種氣體,其臨界溫度為-267.9℃,接近絕對零度-273.15℃的低溫,是人類發現臨界溫度最低的物質。
氦氣廣泛應用于軍工、醫療、半導體、金屬製造、深海潛水、高精度焊接、光電子產品生產等多種領域,是一種稀有戰略性資源,但就是這麼一個稀罕物,迄今為止,唯一來源只能是從含氦的天然氣中提取生產。
更嚴峻的是,目前世界上含氦天然氣資源主要分布在美國、卡達、波蘭、俄羅斯等國家,其中,美國氦氣資源發現比較多,占全球總量將近60%,而且天然氣中含氦量比較高,一般在1%到3%,有的甚至達到7.5%至10%;而我國的氦氣資源相當貧乏,含氦天然氣不僅數量少,含量還低,0.18%就算高的了。這一比例只相當於國外天然氣含氦量的十分之一。