本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
德国林道—快速问答:核磁共振成像仪、火箭、光纤、LCD、食品生产和焊接有什么共同之处?
它们都需要惰性或稀有气体氦气用于其使用或生产的某个阶段。1996年诺贝尔物理学奖得主罗伯特·C·理查森与道格拉斯·奥谢罗夫和大卫·李一道,在今天于林道举行的第60届年度林道诺贝尔奖获得者大会上表示,氦气基本上可能在不到三十年的时间内消失。“一旦它被释放到大气中,例如以派对气球的形式,它就永远从地球上消失了——它永远从地球上消失了,”他补充道。
氦分子由太阳能量产生,天然地仅占地球大气层的百万分之五左右。其余的气体——宇宙中仅次于氢的第二轻元素——在47亿年前逃离了我们的星球。
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美国拥有世界上绝大多数的氦气储备,由美国土地管理局管理;这种气体埋藏在位于大平原花岗岩之上的天然盐丘地下。国会在1996年通过了一项法律,规定在2015年之前出售所有美国储备,以补偿政府对氦气及其储存的投资。国家研究委员会在2000年进行的一项研究得出结论,在可预见的未来将存在氦气盈余。
然而,在该报告发布后不久,氦气的使用量猛增,因为这种气体为工业和医学带来了许多好处。在2010年1月为国家研究委员会撰写的报告《出售国家氦气储备》中,理查森和委员会联合主席查尔斯·G·“奇普”·格罗特(得克萨斯大学奥斯汀分校地质学家)描述了当前美国战略的缺陷。
许多工业过程依赖于氦气。理查森说,在可以获得数据的最近年份2007年,28%的氦气用于核磁共振成像仪和核磁共振机器的低温技术——几乎全部用于临床目的(科学低温用途仅占总量的3%)。约26%的氦气用于火箭的加压和吹扫;另有20%用于焊接;13%用于在光纤、LCD和食品生产中提供惰性气氛。
理查森建议采取几个步骤来确保未来氦气的可用性。首先,价格应该提高20倍。“由于美国的政策,世界氦气价格低得离谱,”理查森说。其次,替代品可以替代某些领域的氦气——例如,氩气可以用于焊接。最后,低温氦气用户应该在封闭系统中回收气体;核磁共振成像仪已经为其强大的超导磁体使用了这种系统。
“上帝花费47亿年创造的东西将在100多年内消散,”理查森指出。“一代人无权永远决定可用性。”
要了解有关林道会议的更多信息,请访问大众科学的姊妹出版物自然(国际科学期刊)和一个专题网站,其中包含自然和科学光谱(大众科学的德语版)组织的林道博客。幻灯片《2010年发现:能源》涵盖了另一项林道倡议,即关于能源的博物馆展览。