说说氦气的那些事

氦作为稀有气体的“排头兵”，无论是其独特的性质、重要的战略地位，还是它诸多的特殊用途，都值得我们去了解一下。

独特的性质

常温下，氦是一种极轻、无色、无臭、无味的单原子气体，进行低压放电时发出深黄色光。氦气的化学性质非常不活泼，一般状态下很难和其他物质发生反应，故与氖、氩、氪、氙和氡这几种“懒得出奇”的气体一道，曾被统称为“惰性气体”。

稀缺的资源

虽然氦是宇宙中含量占第二位的元素，但是在地球上氦气的资源并不充裕，含氦天然气迄今仍是工业化生产氦气的唯一来源。目前，天然气提取氦气的工业主要集中在美国、俄罗斯等氦气资源丰富的极少数国家。我国氦气资源相当贫乏，含量很低，提取难度大。由于氦气在航空航天发射、导弹武器工业、低温超导研究以及半导体生产等方面具有重要的用途，若一旦在非常时期发生禁运，必将在更大范围内影响我国的国防安全和经济发展。因此，保护有限的氦气资源，发展自己的天然气提氦工业具有十分重要的意义。

特殊的用途

1.充灌浮空器

浮空器一般是指密度小于空气、依靠大气浮力升空的飞行器，可分为留空器和飞艇两大类。早期的大多数飞艇充灌的是密度最小的氢气，但氢气具有可燃性，这注定为飞艇的飞行安全埋下了隐患。1937年5月6日晚7时20分，以德国总统兴登堡的名字命名的“兴登堡号”飞艇在新泽西州莱克赫斯特海军航空总站上空准备着陆时，突然起火燃烧，尾部发生了两次爆炸。当时地面上的人员简直是束手无策，眼睁睁地看着700万立方英尺的氢气囊被烈焰吞没，燃着的骨架落地跌得粉碎。虽然起火原因尚不清楚，但其内部填充的氢气无疑是造成此次失事事件的元凶。

2.合成人造空气

我们知道，空气的主要成分是氮气，若在压强较大的深海里呼吸普通空气，会有较多的氮气溶解在血液里。当潜水员从深海处上升、随着体内逐渐恢复常压时，溶解在血液里的氮气会释放出来形成气泡，对微血管起阻塞作用，引起“气塞症”。而氦气在血液里的溶解度比氮气小得多，因此用氦气和氧气混合合成的人造空气代替普通空气，就不会发生上述现象。此外，这种含氦的人造空气，还可以用来医治支气管哮喘，因为它的平均密度比普通空气的小很多，容易吸入和呼出。

3.用作超流体

超流体是一种物质状态，特点是完全缺乏黏性。如果将超流体放置于环状容器中，由于没有摩擦力，它可以永无止尽地流动。液态氦的沸点为-269℃，利用液态氦可获得接近绝对零度（-273.15℃）的超低温。用液态氦冷却某些金属或金属化合物，金属或金属化合物的电阻会完全消失，这种现象称为超导电性。因此氦气可在超导研究中用作超流体，制造超导材料。此外，液态氦气还常用作冷却剂和制冷剂。

4.制作氦-氖激光器

氦-氖激光发射器是利用氦、氖混合气体，密封在一个特殊的石英管中，在外界高频振荡器的激励下，混合气体的原子间发生非弹性碰撞，被激发的原子之间发生能量传递，进而产生电子跃迁，并发出与跃迁相对应的受激辐射波近红外光。氦-氖激光器可用于测量和通讯。

5.作为保护气

氦气因其化学惰性，可用于原子反应堆和加速器、激光器、火箭、冶炼和焊接时的保护气体，还可用来填充灯泡和霓虹灯管。现在有些薯条类包装袋里也含有少量氦气，用来防止食物变质。