氦这种元素都属于“轻气体”,似乎和氢相似,但氦这种惰性元素几乎不和任何其他元素发生反应,一旦从地表溢出就会上升大气顶层,然后在太阳风的高能粒子轰击下逃逸,所以地球大气层中几乎没有氦。
而它的产出更是让人抓狂,地下岩层中的放射性元素阿尔法衰变产生,一千克铀矿物衰变一年,才能得到大约0.1立方毫米的氦,这个小气泡只有0.00000002克,一吨铀每年也只能产生0.00002克的氦气,当然钍和氡的衰变也会产生氦,但数量太少了。
当然如果说整个宇宙中的话那么氦气的含量是很高的,占星系星体大约24%的质量。
那么这么稀有的气体它到底有什么用呢?
氦气是做为核磁共振设备的重要材料之一,核磁共振设备的检测原理是是利用的是氢原子核在超强磁场中的变化,施加一个电磁波,改变氢原子在磁场中旋转排列方向,让其发生共振,然后再分析发射出的电磁波:这是原子核在进动中,吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲,即外加交变磁场的频率等于拉莫频率,原子核就发生共振吸收,去掉射频脉冲后,原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来,称为共振发射。
简单点说就是需要一个强大的磁场做为核磁共振的基础。而氦气可以液化,然后用液氦来产生大约4K的低温来让其超导,进而产生超强磁场。所有这就是氦气在医疗行业为什么如此重要的原因之一。
同时氦气还有以下的重要用途
1、氦气可作为火箭液体燃料的压送剂和增压剂,大量用于导弹、宇宙飞船和超音速飞机上。
2、氦用作冶炼及焊接时的保护气体,这在造船以及飞机、宇宙飞船、火箭和武器的制造等方面非常重要。
3、氦气有优良的渗透性,用于核反应堆的冷却,火箭和核反应堆的一些管道及电子和电气装置等的检漏。
4、氦气是具有理想气体性质的气体,是极低温度下蒸气压温度计的理想用气。
5、氦气的质量密度、重量密度都低,且不易燃,可用来填充灯泡、霓虹灯管,也是理想的气球及飞艇用气。
6、液体氦可获得接近绝对温度(-273℃)的低温,用于制造超导设备。
7、氦气惰性气体的一种,在血液中的溶解度较氮气低,因而其麻醉性低于氮气,所以常将氦气与氧气混合,作为潜水员的呼吸用气体。