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地球上单位产量1亿年只有2克的物质, 非常稀少, 却浪费巨大!

日期:2017-05-27 来源:网友分享 作者:探索科学

氢和氦是宇宙中最普遍的物质,一个约占整个宇宙的3/4,一个约占1/4,剩下不足2%的部分才是其它元素。宇宙中的氦是在大爆炸后3分钟内的太初核合成中形成的,其它元素则是在十亿年后形成的星云、恒星中烹调而出。科学家们计算得出的氢氦在宇宙中的比例,与实际观察非常吻合,氦丰度从而也成为大爆炸理论的一个有力证据。

宇宙中氢和氦形影不离,氢熔合成氦,氦和氢又熔合生成其它元素,锻造出地球这样的生命摇篮,它们的爱情在烈火中淬炼,会一直持续到地老天荒,宇宙热寂。但在地球上,氢含量不少,氦却很少见,甚至人类第一次认识氦,还是观察太阳光谱时在太阳中发现的,所以取名为helium,即希腊语“太阳”的意思,中文里最早也译为“氜”,也是太阳的意思。

地球上的氦到哪儿去了呢?由于氦是惰性气体,不易与其它物质发生反应,在太阳系形成初期的原行星盘中,地球质量太小,无法留住氦,所以含量很少,气态行星如木星土星则氦含量颇为丰厚。在克拉克的科幻小说《2010》中,木星中的氢和氦甚至被点燃,成为一颗新的太阳,木卫二萌发生命,欣欣向荣。地球上的氦主要由地壳中的放射性元素,如铀和钍的α衰变产生,多数积聚在天然气田里。1公斤铀经过1亿年的衰变,只能生产2克的氦,不知这样的效率地球为什么要把这个重要的任务交给它。不过即使这样,数十亿年下来,地球上也生产出了很多的氦,它们都到哪里去了呢?

由于氦沸点极低,仅4.22K,现代科学研究中越来越多超低温下工作的仪器设备都需要用它来冷却,欧洲大型强子对撞机就须150吨氦充入磁体进行冷却,约占全世界氦年产量的10%,量子计算机、医疗成像、火箭引擎以及监控设备等领域氦也是不可或缺的宝贵资源,没有其他气体可以代替。氦属不可再生资源,扩散到空气中就会慢慢逃离地球,从空气中提取也非常困难,工业氦几乎都是天然气生产中的副产品。现在氦气的主要用途却是用来充气球、灯泡、霓虹灯等,真是暴殄天物啊。科学家们估计再过二三十年地球上的氦就会耗尽,只有眼巴巴瞅着铀1亿年2克的生产量了。此前世界上70%的氦气储备在美国,由于耗资巨大,不堪重负,前几年美国大量抛售,造成氦气价格便宜,无人珍惜,所以有科学家大声疾呼:别再用那玩意儿充气球了!

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