全球氦氣短缺?!
已經(jīng)波及到了醫(yī)院的核磁共振,甚至有些科研項(xiàng)目都因此被迫關(guān)閉。
(資料圖片僅供參考)
看到這里可能會(huì)有朋友發(fā)出疑問(wèn):
氦氣和核磁共振、科研項(xiàng)目之間還有這種關(guān)系?
沒(méi)錯(cuò)!以往提到氦氣,大家腦袋里蹦出來(lái)的第一個(gè)東西可能就是:氦氣球。
不過(guò),它還有著一個(gè)在專業(yè)領(lǐng)域無(wú)可替代的作用:提供低溫。
△圖源:nbcnews
制造低溫環(huán)境
液化后的氦沸點(diǎn)為零下268.9攝氏度。
在醫(yī)療領(lǐng)域中,最常用到氦氣這個(gè)特性的地方就是核磁共振了。
核磁共振成像可以提供高分辨率的圖像,使醫(yī)生能夠看到器官、骨骼和組織的細(xì)節(jié)。
在成像的過(guò)程中,利用磁場(chǎng)和無(wú)線電波來(lái)觀察人體內(nèi)部,期間要保證磁流超導(dǎo),而這只能在極低的溫度下實(shí)現(xiàn)。
于是氦氣的用武之地便來(lái)了,將氦氣泵入到核磁共振磁鐵中,使得電流可以無(wú)阻地進(jìn)行傳輸。
除了在核磁共振領(lǐng)域氦氣有著無(wú)可替代的作用,在實(shí)驗(yàn)室中,它也必不可少。
液氦的低沸點(diǎn)為低溫物理提供了可能,它提供了超低溫冷卻技術(shù),可以應(yīng)用在超導(dǎo)技術(shù)等研究領(lǐng)域。
1908年,荷蘭萊頓大學(xué)的物理學(xué)家??恕た┝帧ぐ簝?nèi)斯液化了氦氣,創(chuàng)下低溫記錄最低,也因此獲得了1913年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
期間,昂內(nèi)斯在用液氦冷卻汞時(shí),發(fā)現(xiàn)電阻突然驟降到接近零歐姆,也就是超導(dǎo)現(xiàn)象,
此外,它還是唯一一個(gè)能在絕對(duì)零度時(shí)保持液體狀態(tài)的物質(zhì)。
總之,氦氣因?yàn)樗?dú)有的特性使得其在醫(yī)療、科研領(lǐng)域有著不可撼動(dòng)的作用。
這同時(shí)也意味著,一旦氦供應(yīng)出了岔子,這些領(lǐng)域也一定會(huì)受到影響,從近來(lái)氦氣市場(chǎng)上也能看出端倪。
氦氣供應(yīng)受限
受到氦氣供應(yīng)短缺的影響,今年夏天,哈佛大學(xué)物理學(xué)家阿米爾·亞科比和菲利普·金關(guān)閉了他們實(shí)驗(yàn)室約一半的項(xiàng)目。
與此同時(shí),加州大學(xué)戴維斯分校也報(bào)告稱,它的一家氦氣供應(yīng)商削減了一半的配額,包括用于醫(yī)療用途的配額。
不過(guò)話說(shuō)回來(lái),為何近些年來(lái)“氦氣荒”的聲音愈演愈烈?
這得從大背景說(shuō)起,氦氣在全球分布極不均衡,近90%的氦氣資源集中在美國(guó)、卡塔爾、俄羅斯、阿爾及利亞等地。
為了應(yīng)對(duì)氦氣的稀缺,美國(guó)自上世紀(jì)60年代建立了一個(gè)國(guó)家氦儲(chǔ)備庫(kù)來(lái)儲(chǔ)存氦,目前由美國(guó)土地管理局(BLM)管理。
到20世紀(jì)70年代中期,這里就已經(jīng)儲(chǔ)存了12億立方米的天然氣。
然而1996年的氦私有化法案要求內(nèi)政部在2015年之前出售所有的氦氣儲(chǔ)備,用來(lái)償還40億美元的債務(wù),同時(shí)讓私營(yíng)企業(yè)建立新的氦氣來(lái)源以滿足需求。
賓夕法尼亞州立大學(xué)物理學(xué)教授Moses Chan稱:
當(dāng)時(shí)美國(guó)政府正在以低于市場(chǎng)的價(jià)格出售相當(dāng)于世界市場(chǎng)40%的氦。
這在一定程度上阻礙了氦的積極探索。
并且,去年美國(guó)土地管理局就已經(jīng)因?yàn)榇趾鉂饪s裝置停產(chǎn)了4個(gè)月,造成了氦氣供應(yīng)緊張,今年年初又進(jìn)行了一次計(jì)劃外的維修。
當(dāng)然也不只美國(guó)氦氣供應(yīng)存在問(wèn)題,今年年初氦氣的另一大供應(yīng)國(guó)卡塔爾也因設(shè)備維修,導(dǎo)致氦氣的供應(yīng)量減少。
除此之外,俄羅斯也是氦氣的一大來(lái)源,位于俄羅斯東部的阿穆?tīng)柟S本來(lái)應(yīng)該提供全球近三分之一的氦氣。
△圖源:Amur Gas
它同樣也“命途多舛”,去年10月,阿穆?tīng)柟S發(fā)生火災(zāi)推遲工廠重啟,今年1月份,又再次發(fā)生了爆炸和火災(zāi)。
再加上一些眾所周知的原因,阿穆?tīng)柟S的進(jìn)出口貿(mào)易也會(huì)在一定程度上受到限制。
并且疫情對(duì)全球供應(yīng)鏈的影響仍在繼續(xù),短時(shí)期內(nèi)氦氣的供應(yīng)鏈依舊不容樂(lè)觀。
據(jù)peakscientific消息,我國(guó)的氦氣資源占比非常少,僅有2%左右,主要依賴進(jìn)口。國(guó)際氦氣市場(chǎng)的供應(yīng)鏈問(wèn)題對(duì)國(guó)內(nèi)氦氣價(jià)格有著很重要的影響,導(dǎo)致其價(jià)格一路飆升,一度逼近600元/立方米。
△圖源:peakscientific
目前,美國(guó)五大氦供應(yīng)商中有四家正在對(duì)氦氣進(jìn)行分配供給,優(yōu)先考慮醫(yī)療保健行業(yè),減少氦分配給不太重要的客戶。
參考鏈接
[1]https://www.nbcnews.com/health/health-news/helium-shortage-doctors-are-worried-running-element-threaten-mris-rcna52978
[2]https://www.peakscientific.cn/discover/news/helium-shortage/
[3]https://phys.org/news/2013-04-probing-helium.html
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