说到宇宙中最丰富的元素,大家都知道是氢元素,占宇宙总物质量的75%,而宇宙中第二丰富的元素则是氦元素,占宇宙总质量的23%,可见从宇宙的角度看,氦是一种很丰富的元素。但是在地球上,氦元素则属于一种稀缺资源,这一切主要是因为氦元素的特性决定的。
因为氦气属于惰性气体,所以很难形成化合物,而氦气的密度又非常低,散失到大气层中的氦气都会逃逸到宇宙中,所以从地球诞生以来,地球上的氦气就是在不断的减少。
目前地球大气中,氦气的体积浓度只有百万分之5.2,是一个不折不扣的稀有气体。但是因为地球也在不断的产生新的氦气,所以虽然浓度很低,但是却相当稳定。
地球上大多数的氦气并不是从地球诞生的时候就封存在地下,而是由放射性衰变形成的,氦元素大量的存在于铀元素和钍元素的矿石中,预计地球每年能够产生大约3000吨氦气,在地壳中,氦元素的浓度大约为十亿分之8,在海水中氦元素浓度只有万亿分之4.
目前大部分的氦气都是存在于天然气中,这里拥有最大的天然氦浓度,最高的时候甚至超过7%的浓度。
通过上面的介绍,我们可以看到氦元素其实是一种不可再生的自然资源,除了地壳中每年不断诞生的3000吨氦气外,绝大部分的氦气都存在于天然气中,一旦被使用然后释放到空气中,它们就会逃逸离开地球。
- 美国拥有全世界最丰富的氦气资源,氦气总储量为85亿立方米;
- 卡塔尔是世界上氦气资源第二丰富的国家,氦气总储量为80亿立方米;
- 阿尔及利亚是世界上氦气第三丰富的国家,氦气储量为18亿立方米;
- 俄罗斯是世界上氦气第四丰富的国家,氦气储量为17亿立方米;
- 另外我国氦气资源大约为1.1亿立方米。而卡塔尔的氦气资源也很丰富,卡塔尔是现在世界上氦气产量第二大的国家,仅次于美国。
从每年的产量来说,2021年氦气产量最多的国家排行榜如下:
- 每年美国氦气产量为7100万立方米;
- 每年卡塔尔氦气产量为5100万立方米;
- 每年阿尔及利亚氦气产量为1400万立方米;
- 每年俄罗斯氦气产量为900万立方米;
- 每年澳大利亚氦气产量为400万立方米;
我国的氦气产量非常少,大约不到100万立方米,目前我国绝大部分的氦气都需要进口。
氦气的主要应用在医疗保健领域,主要用作磁共振成像(MRI)和核磁共振(NMR)光谱仪中的冷却气体。它还广泛用于半导体和光缆制造,这是近年来急剧增长的应用。截至2021年,全球氦气消耗量的32%归因于其在MRI扫描仪中的使用,而半导体和光纤市场则占18%。
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