目前大部分的飛天汽球都是灌氦氣,
看著氣球緩緩飄向天空,
那個畫面會讓人覺得既浪漫又抒壓~
然而氦的運用越來多,產量卻越來越少,
如今已面臨到了「氦氣」短缺的危機…
看著氣球緩緩飄向天空,
那個畫面會讓人覺得既浪漫又抒壓~
然而氦的運用越來多,產量卻越來越少,
如今已面臨到了「氦氣」短缺的危機…
Photo credit: Artturi_Mantysaari via pixabay CC0
氦(He)是一種無色、無臭、無味的惰性氣體元素,也是稀有氣體的第一個元素。氦雖然是宇宙中第二大的元素(僅次於氫),但我們在地球上的供應卻很有限,因為它的重量非常輕,地球的重力無法抓住,所以很容易就散到宇宙空間去了。
而說到溫度低的物質,大家普遍想到的是液態氮(LN2),其溫度約為-196℃,但目前世界上,最低溫的物質其實是液態氦,它的溫度可達到-269℃,非常接近絕對零度。而這個特性,對於許多貴重儀器的維護、量子力學,以及低溫物理的研究來說很重要!
舉例來說,可被用來做磁浮車的超導線圈、或是在研究室中做實驗時的冷卻劑、以及浸泡核磁共振儀中的某些部件,那麼為什麼要浸泡在液態氦呢?因為該部件在接近絕對零度的時候會變成超導體,可讓掃描或分析等方面比一般檢測更加精準!
而說到溫度低的物質,大家普遍想到的是液態氮(LN2),其溫度約為-196℃,但目前世界上,最低溫的物質其實是液態氦,它的溫度可達到-269℃,非常接近絕對零度。而這個特性,對於許多貴重儀器的維護、量子力學,以及低溫物理的研究來說很重要!
舉例來說,可被用來做磁浮車的超導線圈、或是在研究室中做實驗時的冷卻劑、以及浸泡核磁共振儀中的某些部件,那麼為什麼要浸泡在液態氦呢?因為該部件在接近絕對零度的時候會變成超導體,可讓掃描或分析等方面比一般檢測更加精準!
Photo credit: Vitaliy Holovin via wikimedia
氦除了在液態時是很重要的物質之外,在氣態的時候在生活中的應用也非常廣,由於氦比空氣輕,又不會發生燃燒的反應,所以被應用在填充氣球、飛船、填充霓虹燈燈管等方面,也會用於焊接時隔絕空氣,因為焊接時溫度高很容易激發空氣中氮氣或氧氣的電子,產生電弧,讓原本是絕緣體的空氣此時變成導體,進而有電流產生,有觸電的危險。
Photo credit: Thomas Hawk via flickr CC BY NC 2.0
天然的氦氣目前大多源自地殼中具放射性的鈾(Uranium,U)經過衰變變成氦,所以氦的存量稀少。按照目前的消耗率,以及目前氦的蘊藏量,最多再持續200年。而近年來,氦氣的價格也大約上漲了250%以上,雖然目前已有人工合成氦的技術問世,但成本過於高昂,所以氦氣短缺現象,在未來還會再升高!
氦的應用在醫療、學術研究、工業等等方面是極重要的物質,看著氦氣球升天雖然浪漫抒壓,但或許我們可以採取其他行動,把氦留給更重要的應用。
BY 學校有幾台核磁共振儀的Zn編 & 希望氦氣能一直存在的Lu編
延伸閱讀:
002元素-He氦
【化學家】惰性氣體發現者-威廉·拉姆齊
參考資料:
https://www.popsci.com/helium-supply-shortage/
https://apnews.com/492f3f59485749bf60108356ae5cc096
https://artsci.wustl.edu/ampersand/global-helium-shortage-hits-home
https://e-info.org.tw/node/217938