氦氣來(lái)源分布
氦氣最主要的來(lái)源不是空氣，而是天然氣。原來(lái)氦氣在干燥空氣中含量極微，平均只有百萬(wàn)分之五，天然氣中最高則可含7.5%的氦，是空氣的一萬(wàn)五千倍?？墒沁@種高氦的天然氣礦藏并不多，因?yàn)樘烊粴庵械暮馐氢欀?lèi)的放射性元素衰變的產(chǎn)物。只有在天然氣礦附近有鈾礦時(shí)，氦氣才能在天然氣中匯集。即使是氦氣含量很低的天然氣，也比空氣中氦氣含量高數(shù)萬(wàn)倍，因此仍是目前世界上氦氣的主要來(lái)源。其中，美國(guó)氦氣資源占50%以上，中國(guó)僅占0.2%。天然氣中的氦氣是鈾之類(lèi)的放射性元素衰變的產(chǎn)物。只有在天然氣礦附近有鈾礦時(shí)，氦氣才能在天然氣中匯集。美國(guó)生產(chǎn)的氦氣要占世界總產(chǎn)量的80%以上。
中國(guó)雖然也有一定的天然氣資源，可是到目前為止，唯有四川自貢威遠(yuǎn)的氣田曾得到提氦利用，其中的氦含量只有0.2%，而且現(xiàn)在已經(jīng)枯竭。中國(guó)近年來(lái)對(duì)氦氣的需求量越來(lái)越大。受制于氦氣資源匱乏、提取氦氣的成本較高，中國(guó)在需求上一直依賴(lài)進(jìn)口。2007年，美國(guó)將氦氣核定為戰(zhàn)略物資而限制粗氦產(chǎn)量，導(dǎo)致全球液氦價(jià)格由原來(lái)60～80元/每升，上漲到目前200元/每升以上。昂貴的液氦價(jià)格，使研究工作難以廣泛開(kāi)展。專(zhuān)家預(yù)計(jì)，未來(lái)氦氣進(jìn)口將更加受制于人，屆時(shí)可能會(huì)因?yàn)闊o(wú)液氦供應(yīng)而使中國(guó)現(xiàn)有的許多涉及氦氣和液氦的科研項(xiàng)目無(wú)法實(shí)施。
三種途徑解除氦危機(jī)
最直接的辦法就是節(jié)流?，F(xiàn)在醫(yī)院的核磁共振儀很多自身帶有密閉性很好、防止蒸發(fā)的液氦裝置，大大減少了液氦的需求量，先前的一些耗費(fèi)液氦量大的儀器已經(jīng)逐漸被淘汰。
更多的科學(xué)家嘗試用其他的制冷方式來(lái)代替液氦制冷。比如用無(wú)液氦的制冷機(jī)來(lái)達(dá)到超導(dǎo)磁體的工作溫度。相對(duì)于液氦制冷，制冷機(jī)的氦需求量很低（用作制冷機(jī)的制冷氣體），制冷機(jī)主要通過(guò)冷橋與磁體相連，采用的是熱傳導(dǎo)的制冷方式，而液氦主要是將磁體浸泡其中，對(duì)流制冷起很大作用。然而這種方法目前還沒(méi)有真正用于醫(yī)用核磁共振儀。有專(zhuān)家表示，液氦制冷的優(yōu)勢(shì)現(xiàn)在比較明顯：制冷效果穩(wěn)定，對(duì)于成像要求條件苛刻的醫(yī)用設(shè)備，這點(diǎn)很重要。制冷機(jī)的穩(wěn)定性不如液氦，容易受到擾動(dòng)影響，這對(duì)精確成像是不利的。但他也表示，隨著技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展、成熟，制冷機(jī)代替液氦制冷也并非不可能。
發(fā)展高溫超導(dǎo)材料也是另一個(gè)可能的途徑。2009年10月18日在合肥舉行的國(guó)際磁體技術(shù)會(huì)議上，高溫超導(dǎo)成為與會(huì)專(zhuān)家的熱議話題。尋找優(yōu)質(zhì)的高溫超導(dǎo)材料，讓超導(dǎo)磁體能夠在液氮甚至更高的溫度下穩(wěn)定工作，是核磁共振成像儀擺脫液氦的又一希望所在。
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