?從醫(yī)藥到工業(yè)---探索氦氣多種用途
RoyalHelium首席執(zhí)行官安德魯·戴維森與Proactive的史蒂夫·達(dá)林表示該公司已開始將純化氦氣裝載到其史蒂夫維爾氦純化設(shè)施的專用ISO拖車中的消息,這標(biāo)志著位于艾伯塔省東南部的設(shè)施開始商業(yè)銷售。
戴維森解釋說,這一進(jìn)展標(biāo)志著該公司開始履行與北美主要航空航天客戶的承購協(xié)議,該客戶已簽訂合同,將在未來幾年內(nèi)從史蒂夫維爾工廠采購大量產(chǎn)品。這些承購協(xié)議是在過去兩年中建立的,其交付量的平均價(jià)格超過每千立方英尺(MCF)500美元。
對(duì)純化氦氣的需求不斷增長(zhǎng),加上當(dāng)前限制關(guān)鍵資源供應(yīng)的地緣政治因素,使皇家氦氣在可預(yù)見的未來在強(qiáng)勁的定價(jià)環(huán)境中蓬勃發(fā)展。此外,該公司正在積極與有興趣為其即將建成的設(shè)施建立承購協(xié)議的各方進(jìn)行討論。
RoyalHelium計(jì)劃與需要氦氣用于醫(yī)療保健、芯片制造、航空航天等行業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用的主要行業(yè)參與者建立更多牢固的長(zhǎng)期關(guān)系。
氦氣的用途遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其在氣球中的作用,這種材料對(duì)于醫(yī)學(xué)成像、制造業(yè)和科學(xué)研究至關(guān)重要。
氦是宇宙中第二豐富的元素,其重要性怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。這種惰性氣體具有沸點(diǎn)低、重量輕和不反應(yīng)的特點(diǎn),具有多種用途,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們熟悉的派對(duì)氣球和飛艇領(lǐng)域。從作為醫(yī)學(xué)成像中不可或缺的組成部分,到在眾多工業(yè)過程和科學(xué)研究中發(fā)揮關(guān)鍵作用,氦氣的多種用途凸顯了它在現(xiàn)代社會(huì)中的關(guān)鍵地位。
氦氣
氦被認(rèn)為是宇宙中第二輕的元素,擁有一系列獨(dú)特的特性,使其在從醫(yī)療技術(shù)到工業(yè)運(yùn)營(yíng)的眾多領(lǐng)域中不可或缺。
氦氣由于其低反應(yīng)性而被歸類為惰性氣體,其穩(wěn)定性可以說是其最具決定性的特征之一。這種穩(wěn)定性可歸因于其最外層電子殼的飽滿度,這阻止了它與其他元素形成化學(xué)鍵。除了這種固有的惰性之外,氦氣還具有出色的冷卻性能,并且沸點(diǎn)極低,為-268.93°C。
氦氣的冷卻特性加上低沸點(diǎn),對(duì)于維持極低溫度至關(guān)重要的低溫應(yīng)用非常有效。這些特性對(duì)于需要精確溫度控制的電子和太空探索等行業(yè)特別有利。此外,氦氣的惰性特性意味著它在正常條件下不會(huì)與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),這使其非常適合用于需要或需要非反應(yīng)性環(huán)境的過程。從這些角度來看,人們可以體會(huì)到這種看似簡(jiǎn)單的惰性氣體實(shí)際上有多么有價(jià)值,以及它的應(yīng)用范圍有多么廣泛。
氦氣在醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用
在醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域,這種惰性氣體的重要作用怎么強(qiáng)調(diào)都不為過,特別是在磁共振成像(MRI)等技術(shù)中,它充當(dāng)超導(dǎo)磁體的冷卻劑。MRI的安全性很大程度上取決于氦氣維持極低溫環(huán)境的能力,這對(duì)于這些設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。重要的是,液氦降低了MRI掃描儀內(nèi)線圈的電阻,并使它們能夠產(chǎn)生高分辨率成像所需的強(qiáng)磁場(chǎng)。值得注意的是,通過將氦氣納入醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展,診斷方面的進(jìn)步成為可能。吸入氦氣在肺功能測(cè)試中也顯示出潛力,顯示出其在醫(yī)療保健領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。
氦氣在制造業(yè)中的用途
將我們的注意力從醫(yī)療保健領(lǐng)域轉(zhuǎn)移到生產(chǎn)領(lǐng)域,很明顯,這種惰性氣體在不同的制造業(yè)務(wù)中為自己贏得了一席之地。氦氣在工業(yè)中的一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是焊接技術(shù),其導(dǎo)熱性和惰性使其成為電弧焊或激光束焊接等工藝的******選擇。氦氣的高傳熱能力有助于在焊接過程中更深地滲透到金屬中,從而產(chǎn)生更堅(jiān)固的焊縫。此外,氣球制造商經(jīng)常使用氦氣,因?yàn)楹獗瓤諝廨p,可以讓氣球漂浮。它的惰性還確保氣球不會(huì)著火,從而提高安全性。氦氣由于原子尺寸小,能夠輕松滲透即使是最小的泄漏,因此在泄漏檢測(cè)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。這一特性使得氦基測(cè)試成為汽車、航空航天工程到核電站等需要嚴(yán)格質(zhì)量控制措施的行業(yè)所采用的有效策略。在冷卻系統(tǒng)增強(qiáng)方面,特別是大型數(shù)據(jù)中心或超級(jí)計(jì)算機(jī)中的冷卻系統(tǒng),氦氣的低沸點(diǎn)和高比熱容發(fā)揮著至關(guān)重要的作用;與其他氣體相比,這些特性使設(shè)備能夠更有效地冷卻。最后,氣相色譜應(yīng)用經(jīng)常使用氦氣作為載氣,因?yàn)楹饩哂谢瘜W(xué)惰性,并且能夠快速分離復(fù)雜混合物而不與分析物質(zhì)相互作用,從而確保準(zhǔn)確的結(jié)果。
氦氣在科學(xué)研究中的重要性
除了醫(yī)療保健和制造領(lǐng)域之外,這種惰性氣體在通過科學(xué)研究增進(jìn)我們對(duì)世界的了解方面發(fā)揮著不可或缺的作用。氦的低沸點(diǎn)和高導(dǎo)熱性使其成為各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域(特別是低溫研究)中使用的冷卻儀器的理想元素。
超導(dǎo)磁體是磁共振成像(MRI)機(jī)和大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)等粒子加速器等技術(shù)的基礎(chǔ),需要極低的工作溫度才能有效運(yùn)行。這些溫度通常使用氦冷卻系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
量子力學(xué)的研究也極大地受益于氦的特性。當(dāng)冷卻到接近絕對(duì)零時(shí),它會(huì)產(chǎn)生一種稱為玻色-愛因斯坦凝聚的獨(dú)特物質(zhì)狀態(tài),使科學(xué)家能夠在宏觀尺度上觀察量子現(xiàn)象。
此外,由于其惰性以及與其他元素或化合物的相互作用極小,氦氣在不同領(lǐng)域的眾多實(shí)驗(yàn)中可作為出色的示蹤氣體。
環(huán)境影響和保護(hù)工作
盡管氦氣看似虛無縹緲,但其提取和使用卻對(duì)我們的環(huán)境產(chǎn)生了切實(shí)的影響,因此需要采取協(xié)調(diào)一致的保護(hù)措施。
值得注意的是,氦氣生產(chǎn)的排放影響可能會(huì)導(dǎo)致溫室氣體排放和環(huán)境退化。隨著時(shí)間的推移,這些排放量可能會(huì)大量積累,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和氣候變化模式可能產(chǎn)生有害影響。因此,保護(hù)政策對(duì)于減輕這些環(huán)境后果、同時(shí)確保氦氣利用的可持續(xù)未來變得越來越重要。
氦氣回收
該過程涉及重復(fù)使用純化的氦氣,以減少浪費(fèi)并減少對(duì)新提取的需求。一些行業(yè)已經(jīng)采用氦氣回收系統(tǒng),用過的氦氣被捕獲、純化、壓縮,然后再利用?;厥占夹g(shù)的進(jìn)步使小規(guī)模作業(yè)中的氦氣回收成為可能,從而減少了向大氣中的排放。
保護(hù)政策和替代解決方案
世界各國(guó)政府正在實(shí)施更嚴(yán)格的法規(guī),鼓勵(lì)有效利用這種不可替代的資源,同時(shí)促進(jìn)對(duì)替代解決方案的研究。制定可持續(xù)采購戰(zhàn)略是在不加劇環(huán)境復(fù)雜性的情況下實(shí)現(xiàn)這一寶貴資源的長(zhǎng)期可用性的關(guān)鍵因素。