為什么要禁止氦氣球 百萬個氦氣球帶來的災難，那只是冰山一角

一直以來我們被灌輸的思想是，氫氣球非常危險，那些非法灌裝售賣的氫氣球造成爆燃事故觸目驚心，因此每次都在買氣球時再三確認是不是氫氣！而氦氣球卻是一種惰性氣體，它不會燃燒，不會爆炸，非常安全！

如此安全的氣球，為什么要禁止？這么安全的的氣球，為什么要禁止它呢？其這得從一次事故說起！1986年美國克利夫蘭的慈善組織為了給貧困家庭和兒童籌集資金，組織了一次超大型慈善氣球節(jié)，所有氣球均已一美元出售，所得收益全部捐給困難家庭救助基金，計劃是售出200萬個氣球，但因當時天氣不好，完成了70%的目標，大約140萬個，打算統(tǒng)一釋放，以壯觀的場面表達全城人的愛心！

如此創(chuàng)意的活動獲得了空前的支持，圍觀群眾人山人海，為達到最大的效果，主辦方決定一起釋放，得到了現場民眾一致的支持，但未曾想，一場災難正在臨近！這些氣球釋放后，并沒有想象當中的迅速飛離，由于當天遭遇冷空氣，氦氣密度稍高，浮空效果并不好，停留在低空四處漂?。?/p>

更麻煩的是大部隊氣球飄向了克利夫蘭機場，造成了多架飛機緊急降落，機場被迫關閉，這些四處游蕩的氦氣球還在高速公路上造成了事故，最后漏氣的氦氣球在城市周圍到處都是，海冰，公路房頂，甚至還造成漁民溺水身亡，最后主辦方遭到訴訟收場，賠償了百萬美元！

氦，宇宙中第二豐富的元素，卻無法在地球上再生！氦氣球導致了如此嚴重的事故，在克利夫蘭氣球災難發(fā)生后，全世界再無組織敢冒天下之大不韙釋放百萬氣球了，當然這并不是關鍵，而是因為氦氣本身，它是地球上無法再生的戰(zhàn)略資源！

氦是怎么來的？

氦是宇宙大爆炸就產生了基本元素，它的最終源頭來自太初合成，大爆炸后大約10^-6秒時中子夸克和膠子就因為溫度的降低誕生了中子和質子等重子！溫度繼續(xù)降低，這些質子和中子就聚合成了氫、氦和鋰，而宇宙中原初元素的豐度，比例大約是氫：75%，氦四：25%，氘：0.01%，鋰：痕量！

相信您一定看到了氘，這是氫的同位素，還有氦四，也就是我們俗稱的氦，還有一種是氦三，在月壤中存在比例比較高，因為它來自太陽，質子-質子鏈反應會生成氦三，并且通過太陽風到達地球，卻被磁場阻擋，而月球無磁場和大氣，因此就留在了月壤中！

氫也很輕，為什么地球上有的是氫卻沒有氦？

您肯定已經想到了，氦因為密度很低，它在大氣層中不會留在底層，很快就會跑到最高，然后在高能粒子的轟擊下加速逃逸了，所以大氣中有惰性氣體卻包含氦！那么比氦還要輕的氫為什么不稀有呢？

因為氫可以和很多物質組成化合物，比如水，比如硫化氫，或者磷化氫等等，當然后面兩個都不是啥好東西，都有毒，不過是化工原料！而水則是H2O，氫氧燃燒即可獲得水，地球上可能出了大地就剩下海洋了，要多少有多少！最簡單的方式就是電解即可在正極收集到氫！而氦無法組成化合物，所有地表留不下氦！

氦躲在哪里呢？

就在放射性元素釋放的α（阿爾法）射線中，比如鈾就會因為α衰變不斷釋放出α粒子，這種粒子就是兩個質子和兩個中子組成的氦四原子核，釋放的α粒子捕獲電子就成了氦原子，這些放射性元素很重，因此在地球誕生的熔融狀態(tài)下，大都下沉到了地幔和地核，地球熔融態(tài)的內核熱量大部分都來自于放射性產生的能量釋放。

但這個α衰變產生氦的速度很慢，大約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生0.00002克的氦氣，當然釷和氡的衰變也會產生氦，只要是α衰變就能產生氦！

這些氦氣在地下積累，通過巖漿的包覆來到地面，所以可以在火成巖中可以分離出氦，但含量很低，大規(guī)模的開采仍然需要天然的氦氣富集，全球氦資源最豐富的是美國，1903年，在堪薩斯州的德克斯特鎮(zhèn)區(qū)在石油鉆探過程中發(fā)現了一個不會燃燒的天然氣間歇泉。

地質學家地質學家伊拉斯謨斯·哈沃斯經過化學家漢密爾頓·卡迪和戴夫·麥可法蘭德的協(xié)助，分析出了這種氣體有72%氮、15%甲烷、1%氫、12%的不明氣體組成，進一步分析發(fā)現，還有1.84%的氦！這一發(fā)現讓美國成了世界上的氦氣主要供應商！

美國在堪薩斯和德克薩斯的氦氣資源分布

氦氣在一戰(zhàn)和二戰(zhàn)時期就成了稀缺資源，因為氦氣可以為飛艇提供安全不會燃燒爆炸的氣體，但隨著科學技術的進步，氦氣的用途直接上升到了戰(zhàn)略級別！

氦氣到底有什么用處？

氦氣的用途實在有些廣泛，不過最常見的用途不過是用來充安全氣球！但這種寶貴的氣體不能用在這種無聊的用途上，它有更重要的價值！比如核磁共振的超導磁鐵，必須用液氦來冷卻！核磁共振利用強大的磁場，讓組織中的水分子沿著磁場的磁力線方向一致，然后磁場突然消失，水分子排列恢復混亂，反復多次施加磁場又突然消失，核磁共振機取得數據并運算成像！

這過程中強磁場的建立非常關鍵，一般核磁共振的強磁要求T級別，因此磁場的線圈必須工作在超導狀態(tài)才能達到如此強磁場，一般的鈮鈦合金超導要求4.2K（-268.8℃），只有液氦能滿足要求！所以未來要是沒了氦，這事就難辦了！當然實現高溫超導就可以了哈！

目前發(fā)現的超導材料與對應的溫度

科學用途

其實從核磁共振的低溫超導出發(fā)，很多科研需要低溫和超導環(huán)境的都少不了氦，比如27千米長的歐洲強子對撞機就用了10,800噸液氮來將加速用的超導電磁鐵冷卻到零下193.2攝氏度，然后再用大約60噸液氦將它們冷卻到-271.3℃，這60噸液氦大約是全球氦產量的1%！

工業(yè)用途

氦氣還經常作為焊接保護氣體，隔絕氧氣對焊接過程中金屬高溫時氧化，工業(yè)上常用氦、氬或氦和氬的混合氣為保護氣；或者用于高密封性的檢漏，比如宇宙飛船，因為氦氣擴散性能極強，即使3000年才漏一升也能檢出！另外高速風洞以及核反應堆和火箭工業(yè)中，氦都是少不了的重要工業(yè)氣體！

飽和潛水

最后還有一個非常有意思的用途，很多朋友都有過吸一口氦氣，然后講話像鴨子叫的那種感覺，其實飽和潛水的作業(yè)人員就是這樣說話，他們呼吸的空氣中，氦氣替代了氮氣，還加入了部分氫氣，組成氫氦氧混合氣，因為在超過4個大氣壓的情況下就會引起氮醉，氦氣可以解決這個問題！

2017年美國A級氦氣（純度99.995%）的用途分配

因此氦氣還成了深海飽和潛水中必不可少的氣體！而全球氦氣資源的90%都在美國，其余由加拿大、波蘭、俄羅斯提供，后來阿爾及利亞提供了部分氦氣資源，而我國的氦氣則主要依靠進口，但氦氣不可再生，且未來資源展望比較悲觀，也許再過幾十年氦氣真的可能就消耗殆盡了！

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