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你可能还记得,几年前曾经出现过关于氦供应量有限的报道。类似的消息也在这几年间的周期性报告中屡屡出现。那么,这一危机值得引起人们的重视吗?氦早在宇宙形成之初、宇宙须臾之后便已经诞生,至今已有数十亿年的历史。它是宇宙中第二轻、也是第二常见的元素,仅次于氢气。但地球上的氦并不多,含量仅为百万分之几。问题在于,氦原子核太轻,不足以被地球引力所牵制。一旦氦气进入大气,就会逃逸到宇宙中,在太阳风的“吹拂”下随风而去。虽然地球上的氦一直在减少,但直到不久之前,氦储量都非常充足。大多数氦都是在宇宙时形成的。铀和钍等性元素可衰变成更小的碎片或粒子,其中也包括α粒子。这些粒子便是失去电子后的高能氦原子。在这种衰变过程中,性元素分裂成若干碎片,同时释放出能量,因此名为裂变。
性元素的衰变可以弥补通过大气损失的氦。裂变生成的氦主要储存于多种矿石中,在天然形成的大型蓄气池中大量聚积,如位于美国德克萨斯州的国家氦气池。但这种天然过程需经历成千上万年,产出的氦气量才能达到商业提取价值。
我们为何需要氦气
氦原子核质量只有4,仅由两个质子和两个中子构成,是一种非常稳定的元素。氦重要的特性包括:极难发生化学反应、不具有性、不可燃烧、无毒,关键的一点是,它的沸点低至4.2开尔文,荆门氦气,即零下268摄氏度,十分接近宇宙中的温度下限——零度。其它元素在该温度下都不可能保持液体状态。氦气是目种具有这些特性、且能够为我们所用的的物质。
装满惰性气体的玻璃管受到高强度电流激发,会发出不同颜色和强度的光线。图中从左至右分别为氦气、氙气。
装满惰性气体的玻璃管受到高强度电流激发,氦气价格.,会发出不同颜色和强度的光线。图中从左至右分别为氦气、氙气。
氦的价格相对来说并不贵。很多工业应用根本找不到更合适的替代品。对航天、科技、高科技制造业、火箭引擎测试、焊接、商业潜水、粒子磁铁、光纤、半导体芯片而言,氦气批发,氦气的作用都不可或缺。
然而,氦气重要的用途还当属医学成像,尤其是磁共振成像技术(MRI),以及利用高强度磁场的技术(NMR)。若不是因为氦气沸点极低,这些技术都不可能诞生。
六氟化硫(以下简写 :SF6)以其良好的绝缘性能和灭弧性能,被广泛应用于电器工业,如:断路器、高压开关、高压变压器、气封闭组合电容器、高压传输线、互感器等。六氟化硫还因其化学惰性、无毒 、不燃及无腐蚀性,还被广泛应用于金属冶炼、大气示踪,电子制造等行业。
六氟化硫自20世纪初(1900年)在实验室(法国巴黎大学)初次合成后,研究发现其具有良好的电气性能,逐步开始工业生产。历经试验研究和在小型电气设备上的应用,20世纪60年代后,开始应用于大容量电气设备,继而出现了全封闭组合电器。
我国对六氟化硫电气设备的认识始于20世纪60年代,工业氦气,70年代初首台国产设备投运,首组气体绝缘变电站(简称:GIS)引进,此后不同电压等级设备相继得到鉴定和使用,到改革开放的80年代,大量的六氟化硫电气设备引进和研制成功,不断地促进了六氟化硫电气设备在我国的迅速发展。至目前,高压断路器几乎全部使六氟化硫替代绝缘油和空气介质;GIS在许多省网已经投运,六氟化硫变压器也在一些城网改造中得以引进;其他如互感器、套管等也得到大量更换与应用,甚至电容器、避雷器和管道母线等设备亦在应用。