氦這種元素都屬于“輕氣體”,似乎和氫相似,但氦這種惰性元素幾乎不和任何其他元素發(fā)生反應(yīng),一旦從地表溢出就會上升大氣頂層,然后在太陽風(fēng)的高能粒子轟擊下逃逸,所以地球大氣層中幾乎沒有氦。
而它的產(chǎn)出更是讓人抓狂,地下巖層中的放射性元素阿爾法衰變產(chǎn)生,一千克鈾礦物衰變一年,才能得到大約0.1立方毫米的氦,這個小氣泡只有0.00000002克,一噸鈾每年也只能產(chǎn)生0.00002克的氦氣,當(dāng)然釷和氡的衰變也會產(chǎn)生氦,但數(shù)量太少了。
當(dāng)然如果說整個宇宙中的話那么氦氣的含量是很高的,占星系星體大約24%的質(zhì)量。
那么這么稀有的氣體它到底有什么用呢?
氦氣是做為核磁共振設(shè)備的重要材料之一,核磁共振設(shè)備的檢測原理是是利用的是氫原子核在超強磁場中的變化,施加一個電磁波,改變氫原子在磁場中旋轉(zhuǎn)排列方向,讓其發(fā)生共振,然后再分析發(fā)射出的電磁波:這是原子核在進動中,吸收與原子核進動頻率相同的射頻脈沖,即外加交變磁場的頻率等于拉莫頻率,原子核就發(fā)生共振吸收,去掉射頻脈沖后,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以電磁波的形式發(fā)射出來,稱為共振發(fā)射。
簡單點說就是需要一個強大的磁場做為核磁共振的基礎(chǔ)。而氦氣可以液化,然后用液氦來產(chǎn)生大約4K的低溫來讓其超導(dǎo),進而產(chǎn)生超強磁場。所有這就是氦氣在醫(yī)療行業(yè)為什么如此重要的原因之一。
同時氦氣還有以下的重要用途
1、氦氣可作為火箭液體燃料的壓送劑和增壓劑,大量用于導(dǎo)彈、宇宙飛船和超音速飛機上。
2、氦用作冶煉及焊接時的保護氣體,這在造船以及飛機、宇宙飛船、火箭和武器的制造等方面非常重要。
3、氦氣有優(yōu)良的滲透性,用于核反應(yīng)堆的冷卻,火箭和核反應(yīng)堆的一些管道及電子和電氣裝置等的檢漏。
4、氦氣是具有理想氣體性質(zhì)的氣體,是極低溫度下蒸氣壓溫度計的理想用氣。
5、氦氣的質(zhì)量密度、重量密度都低,且不易燃,可用來填充燈泡、霓虹燈管,也是理想的氣球及飛艇用氣。
6、液體氦可獲得接近絕對溫度(-273℃)的低溫,用于制造超導(dǎo)設(shè)備。
7、氦氣惰性氣體的一種,在血液中的溶解度較氮氣低,因而其麻醉性低于氮氣,所以常將氦氣與氧氣混合,作為潛水員的呼吸用氣體。