和氦是宇宙中最普遍的物質(zhì),一個約占整個宇宙的3/4,一個約占1/4,剩下不足2%的部分才是其它元素。宇宙中的氦是在大爆炸后3分鐘內(nèi)的太初核合成中形成的,其它元素則是在十億年后形成的星云、恒星中烹調(diào)而出??茖W(xué)家們計算得出的氫氦在宇宙中的比例,與實際觀察非常吻合,氦豐度從而也成為大爆炸理論的一個有力證據(jù)。宇宙中氫和氦形影不離,氫熔合成氦,氦和氫又熔合生成其它元素,鍛造出地球這樣的生命搖籃,它們的愛情在烈火中淬煉,會一直持續(xù)到地老天荒,宇宙熱寂。但在地球上,氫含量不少,氦卻很少見,甚至人類第一次認(rèn)識氦,還是觀察太陽光譜時在太陽中發(fā)現(xiàn)的,所以取名為helium,即希臘語“太陽”的意思,中文里最早也譯為“氜”,也是太陽的意思。地球上的氦到哪兒去了呢?
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由于氦是惰性氣體,不易與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),在太陽系形成初期的原行星盤中,地球質(zhì)量太小,無法留住氦,所以含量很少,氣態(tài)行星如木星土星則氦含量頗為豐厚。在克拉克的科幻小說《2010》中,木星中的氫和氦甚至被點燃,成為一顆新的太陽,木衛(wèi)二萌發(fā)生命,欣欣向榮。地球上的氦主要由地殼中的放射性元素,如鈾和釷的α衰變產(chǎn)生,多數(shù)積聚在天然氣田里。1公斤鈾經(jīng)過1億年的衰變,只能生產(chǎn)2克的氦,不知這樣的效率地球為什么要把這個重要的任務(wù)交給它。不過即使這樣,數(shù)十億年下來,地球上也生產(chǎn)出了很多的氦,它們都到哪里去了呢?就像一個人,必須活躍一些才能結(jié)交很多朋友,從而保證自己不被大家遺忘。氫就是這樣的家伙,和氧、碳、硫什么的玩得開心,地球上到處都能見到它;
由于氦是惰性氣體,不易與其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),在太陽系形成初期的原行星盤中,地球質(zhì)量太小,無法留住氦,所以含量很少,氣態(tài)行星如木星土星則氦含量頗為豐厚。在克拉克的科幻小說《2010》中,木星中的氫和氦甚至被點燃,成為一顆新的太陽,木衛(wèi)二萌發(fā)生命,欣欣向榮。地球上的氦主要由地殼中的放射性元素,如鈾和釷的α衰變產(chǎn)生,多數(shù)積聚在天然氣田里。1公斤鈾經(jīng)過1億年的衰變,只能生產(chǎn)2克的氦,不知這樣的效率地球為什么要把這個重要的任務(wù)交給它。不過即使這樣,數(shù)十億年下來,地球上也生產(chǎn)出了很多的氦,它們都到哪里去了呢?就像一個人,必須活躍一些才能結(jié)交很多朋友,從而保證自己不被大家遺忘。氫就是這樣的家伙,和氧、碳、硫什么的玩得開心,地球上到處都能見到它;
而氦則是個宅男,從不和其它元素交往,憑著自己身輕如燕,常常飄到大氣層邊緣眺望風(fēng)景,結(jié)果卻常常被太陽風(fēng)和宇宙射線挾裹著去太空流浪,所以地球上的氦也越來越少。由于氦沸點極低,僅4.22K,現(xiàn)代科學(xué)研究中越來越多超低溫下工作的儀器設(shè)備都需要用它來冷卻,歐洲大型強子對撞機就須150噸氦充入磁體進行冷卻,約占全世界氦年產(chǎn)量的10%,量子計算機、醫(yī)療成像、火箭引擎以及監(jiān)控設(shè)備等領(lǐng)域氦也是不可或缺的寶貴資源,沒有其他氣體可以代替。氦屬不可再生資源,擴散到空氣中就會慢慢逃離地球,從空氣中提取也非常困難,工業(yè)氦幾乎都是天然氣生產(chǎn)中的副產(chǎn)品。現(xiàn)在氦氣的主要用途卻是用來充氣球、燈泡、霓虹燈等,真是暴殄天物啊??茖W(xué)家們估計再過二三十年地球上的氦就會耗盡,只有眼巴巴瞅著鈾1億年2克的生產(chǎn)量了。此前世界上70%的氦氣儲備在美國,由于耗資巨大,不堪重負,前幾年美國大量拋售,造成氦氣價格便宜,無人珍惜,所以有科學(xué)家大聲疾呼:別再用那玩意兒充氣球了!