Hélium je vzácne, pretože má širokú škálu použití a pretože ho nemožno umelo pripraviť. Obsah hélia vo vzduchu je veľmi nízky, iba asi 0,000524%. Náklady na extrahovanie hélia zo vzduchu môžu byť drahšie ako rovnaký objem zlata a nemá hodnotu priemyselnej ťažby.
Podľa tlačovej agentúry Xinhua, kvôli faktorom, ako je globálny nedostatok dodávok hélia a zvýšenie ceny plynu, Tokio Disneyland v Japonsku v posledných týždňoch prestal predávať héliové balóny. Obmedzený predaj balónov Disney odhalil špičku ľadovca nedostatku dodávky hélia. Hoci hélium je druhým najhojnejším prvkom vo vesmíre, obsah hélia na Zemi je extrémne malý. Niektorí odborníci analyzovali, že zdroje hélia môžu stačiť iba na 200 rokov nepretržitého používania.
Nedostatok hélia nie je len o nedostatku niekoľkých balónov na oslavách Nového roka a narodeninových oslavách. Ako vedľajší produkt ťažby zemného plynu sa hélium široko používa v hlbokých - potápanie, kryogénna technológia, raketové palivo a vysoké -, ako sú optické vlákna a polovodiče. Bez héliu nemusia byť schopné vzlietnuť počasie. A čo je dôležitejšie, airbagy a jadrová magnetická rezonancia, ktoré úzko súvisia so životom ľudí, sa bez tohto plynu nemôžu obísť.
Je to zriedkavý plyn s veľmi nízkou hustotou
Nedá sa umelo pripraviť a dá sa extrahovať iba z zemného plynu hélia
Hélium, ktorého anglický názov je hélium a ktorého symbolom chemického prvku je on, je bezfarebný, bez zápachu a non - horľavým plynom. Dôvod, prečo hélium - vyplnené balóny môžu vznášať vo vzduchu, je to, že hélium je plyn s najnižšou hustotou okrem vodíka. Jeho hustota je oveľa menšia ako hustota vzduchu. Hustota vzduchu je 1,29 kg/m3, zatiaľ čo hustota hélia je 0,1786 kg/m3. Okrem toho je hélium tiež inertným plynom. Jeho chemické vlastnosti sú neaktívne. Za normálnych podmienok sa kombinuje s inými prvkami alebo zlúčeninami. Nemá takmer žiadnu formu tuhej alebo kvapalnej zlúčeniny. Preto hélium vo všeobecnosti existuje ako jeden plyn. Až do 10. júla 1908 holandský fyzik onnes skvapalnil prvýkrát.
„V súčasnosti je hélium jedným zo zriedkavých strategických materiálov, ktoré sú nevyhnutné pre rozvoj národnej obrany, vojenského priemyslu a vysokého - technologického priemyslu.“ Profesor Tang Pinging na univerzite chémie Nankai Univerzita uviedol, že dôvodom, prečo je hélium vzácne, je to, že má širokú škálu použití a nedá sa získať prostredníctvom umelej prípravy. Obsah hélia vo vzduchu je veľmi nízky, iba asi 0,000524%. Náklady na extrahovanie hélia zo vzduchu môžu byť drahšie ako rovnaký objem zlata a nemá hodnotu priemyselnej ťažby.
Tang Pingping povedal, že zdroje hélia mojej krajiny sú dosť vzácne, obsah hélia v mineráloch je veľmi nízky a extrakcia je zložitá a nákladná. V súčasnosti hélium extrahované priemyselne používa hlavne zemný plyn obsahujúci hélium ako surovinu, opakovane skvapalníc a frakcionáty a potom používa aktívny uhlík na adsorpciu a čistenie na konečné získanie čistého hélia. Okrem toho sa bežne používajú aj separácia vzduchu a skvapalnenie vodíka tiež na extrahovanie čistého hélia. Obidve metódy extrakcie môžu získať 99,99% čisté hélium. V súčasnosti sa hélium ukladá hlavne a transportuje tlakové valce s vysokým obsahom -.
S charakteristikami nečinnosti a nízkym bodom varu sa široko používa v oblastiach lekárskeho ošetrenia, letectva a elektronickej výroby. „Vďaka svojim fyzikálnym vlastnostiam, ako sú nízka hustota, neaktívne chemické vlastnosti a nízky bod varu kvapalného hélia pri mínus 268,9 stupňov Celzia, hélium sa široko používa vo vojenskom priemysle, petrochemikálie, chladenie, lekárske ošetrenie, semiconductory, detekcia potrubia, superkonštrukcia experimentov, výroby kovov, hlboké {{2} {}} {} {} {} { Vysoké - Presné zváranie a výroba optoelektronických produktov. “ Povedal Tang Pingping.
V lekárskom poli ako ideálny mraziaci plyn pre magnetickú rezonanciu a supravodivé magnety s jadrovou rezonanciou môže hélium dosiahnuť hlbokú studenú teplotu mínus 232 stupňov Celzia, ktorá môže účinne získať vysoké - rozlíšenie obrazov vnútorných orgánov a tkanív; Plynové médium v héliu - neónové laser je zložené z neónového a vysokého - hélium čistoty, ktoré sa môže použiť na chirurgickú liečbu amblyopie a môže sa tiež použiť na aktiváciu krvných ciev na zdravotnú starostlivosť.
Vďaka svojim neaktívnym chemickým vlastnostiam sa hélium často používa ako ochranný plyn. Héliová inerte pri teplotách oblúka z neho robí ideálny plyn na zváranie materiálov s vysokou tepelnou vodivosťou, ako je hliník, zliatiny z nehrdzavejúcej ocele, meď a horčík. Môže sa tiež použiť ako ochladzujúci plyn a plyn pec počas tepelného spracovania na zlepšenie trvanlivosti a kvality časti.
V leteckom poli sa hélium široko používa počas celého procesu od výroby lietadiel po let; Hélium sa používa na čistenie vodíkových systémov pri letových operáciách vesmírnych kozmických lodí a používa sa ako tlak v pozemných a letových kvapalinách. Okrem toho sa hélium používa ako zdroj výťahu pre meteorologické a iné pozorovacie balóny.
V poli automobilových a dopravných zariadení sa hélium používa na testovanie dôležitých automobilových komponentov, ako sú radiátory, výmenníky tepla, komponenty klimatizácie, palivové nádrže a konvertory krútiaceho momentu, aby sa zabezpečilo, že spĺňajú špecifikácie kvality. Okrem toho sa hélium môže použiť aj v spojení s argónom a čoraz viac sa používa v operáciách inflácie airbagov.
V oblasti elektronickej výroby hrá hélium dôležitú úlohu pri výrobe polovodičov, panelov kvapalných kryštálov a potrubí optických vlákien, čo umožňuje rýchle chladenie častí zvýšiť produktivitu a na kontrolu rýchlosti prenosu tepla na zlepšenie účinnosti výroby a zníženie defektov.
Nedostatok hélia ovplyvňuje činnosti vedeckého výskumu
Je ťažké nájsť náhrady a recyklácia je tiež problémom
V oblasti vedeckého výskumu je hélium nevyhnutné. „Jedným z hlavných použití hélia vo vedeckom výskume je vytvorenie nízkeho teplotného prostredia -. Nízky bod varu kvapalného hélia sa môže použiť na ultra - nízko teplotné chladenie. Bez hélia sa môže stať nízkou fyzikou teploty pre ľudský výskum." Tang Pingping povedal, že ultra - technológia chladenia s nízkou teplotou má širokú škálu aplikácií vo výskumných oblastiach, ako je supravodivé technológie. Suporconding materiály musia byť pri nízkych teplotách (asi 100 kelvin), aby sa vykazovali supravodivé vlastnosti. Vo väčšine prípadov môže iba tekuté hélium dosiahnuť relatívne ľahko také extrémne nízke teploty. Preto musia byť superkonfekčné magnety analyzátorov jadrovej magnetickej rezonancie bežne používané vo vedeckom výskume ochladené kvapalným héliom.
Okrem toho existuje veľa oblastí vedeckého výskumu, ktoré nemožno oddeliť od použitia hélia. Napríklad plynová chromatografia musí mať vhodný plyn ako nosný plyn, ktorý bude fungovať správne. Hélium má charakteristiky dobrej priepustnosti a non - horľavosť a môže sa použiť ako nosný plyn na detekciu úniku vákua; Vedci využívajú neaktívne chemické vlastnosti hélia, používajú ho ako čistiaci plyn na chladenie a výmenu tepla jadrových reaktorov, ako aj čistenie obohatených prvkov difúzie uránu po oprave. Bez pomoci hélia bude mať vplyv na normálnu prevádzku reaktora.
Tang Pingping uviedol, že v porovnaní s héliom majú iné náhrady často iba jednu z týchto vlastností, takže ich nemožno použiť ako ideálne náhrady za hélium. Nedostatok hélia bude určite mať určitý vplyv na vedecký výskum. Napríklad v oblasti supravodivosti neexistuje lepší materiál, ktorý by nahradil teplotný efekt s nízkym -, ktorý môže kvapalný hélium dosiahnuť.
Takže keďže hélium je také vzácne, môže sa recyklovať a znovu použiť?
„Hélium sa môže recyklovať a znovu použiť. Zbieraním použitého hélia sa znovu vyčistí, odstraňuje nečistoty a prijatie vhodných čistenia podľa typu a povahy nečistôt sa recyklované hélium môže obnoviť na svoju pôvodnú čistotu.“ Ale Tang Pingping tiež poukázal na to, že „v súčasnosti existujú aj problémy s recykláciou a opätovným použitím hélia.“ Napríklad, pretože hélium má nízku hustotu, gravitačné pole Zeme ho nemôže držať. Akonáhle uniká do vzduchu, rýchlo unikne z atmosféry a unáša sa do vesmíru, čo sťažuje recykláciu.
Uviedol, že pri ochrane obmedzených zdrojov hélia má výskum a vývoj pokročilých technológií extrakcie hélia zemného plynu veľký význam pre zlepšenie ekonomickej efektívnosti výroby hélia, zabezpečovanie bezpečnosti hélia v krajine a podporu rozvoja priemyslu extrakcie hélia v oblasti zemného plynu v mojej krajine.
