一个阿富汗男孩在喀布尔卖气球。我们不应该担心在庆祝活动中使用氦气，因为正如一位专家所说，“派对气球中使用的氦气让每个人都关心这种资源。”

Gemunu Amarasinghe/美联社

氦是宇宙中第二常见的元素，但它在地球上相对较少。它还在从太空探索到量子计算的各个方面发挥了令人惊讶的作用。

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美国国家公共电台

Short Wave正在庆祝元素周期表诞生 150 周年，其中介绍了一些其最喜欢的元素。关于氦气，您可能不知道以下五件事。

氦是地球上唯一一种完全不可再生资源的元素。

在地球上，氦是通过铀和钍等元素的自然放射性衰变在地下深处产生的。圣路易斯华盛顿大学的化学家索菲亚海耶斯说：“制造地球上的氦需要很多很多千年的时间。” 氦气渗入地壳并被困在天然气袋中，在那里可以提取。

就像氢，它在元素周期表上的直接前身一样，氦是轻量级的。但与氢不同，它不容易与其他元素结合。因此，一旦氦气到达地表，它就可以轻松摆脱地球的引力。

其他资源，如石油和天然气，可能会变成污染或难以回收。但只有氦会从地球上物理消失。“它是整个元素周期表中脱离地球并进入外太空的一种元素，”海耶斯说。

美国曾经认为氦气可以扭转战局。

第一次世界大战期间，航空仍处于起步阶段，飞船被认为是战争的尖端武器。德国的齐柏林飞艇是他们那个时代的战略武器，它们飘过平民目标，从他们的吊舱里投下炸弹。

但是齐柏林飞艇有一个严重的弱点：它们充满了高度易燃的氢气。巴黎索邦大学科学史教授大卫奥宾说，在对伦敦进行了几次齐柏林飞艇袭击之后，英国军队开发了燃烧弹，可以“点燃飞船中的氢气”。

与此同时，美国科学家刚刚在堪萨斯州等地的天然气田中发现了大量的氦矿床。奥宾说，政府迅速将其不可燃的氦气供应国有化，并迅速将其运往欧洲以填充攻击飞艇。

氦气在战争结束前并未使用，奥宾说，但“他们在新奥尔良的码头装满了数千个气瓶，准备在 1918 年 11 月运往欧洲，所以它很快就会被使用。”

事实上，1919 年 3 月，海军助理部长富兰克林·D·罗斯福告诉《纽约时报》：“如果战争持续到明年春天，英国和美国政府就会派遣充满氦气的刚性飞艇飞越美国的战略要地。德国，每个都能够投下“总共 10 吨或更多的高爆炸药”。

战后美国继续控制着世界的氦气供应（这就是为什么著名的德国齐柏林飞艇兴登堡号在 1937 年爆炸时充满了氢气）。军方一直在试验飞艇，直到第二次世界大战，当时很明显固定翼飞机提供了许多优势。

 

美国海军飞船阿克伦号于 1931 年起飞。两年后，它在恶劣的天气中坠毁，造成 73 人死亡。

美联社

氦气对于第一次登月任务至关重要。

火箭基本上是两个非常大的罐：一个罐是燃料，另一个是氧化剂，通常是氧气。当燃料和氧化剂流出油箱时，它们会留下真空，这会导致燃料停止流动。

解决方案是 注入另一种气体 以将燃料推出。这种气体应该很轻，高度可压缩，因此不会占用太多空间，并且不会发生反应，因此不会与燃料混淆。事实证明，氦气非常适合这项工作。

氦气被用于 将阿波罗宇航员送入太空的巨型土星五号火箭。它还被用于前往月球的指挥和服务模块以及携带尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林往返地面的月球着陆器。

阿波罗计划中使用的氦实际上来自德克萨斯州阿马里洛以外的战略氦储备。该储备是在第一次世界大战结束时启动的，作为政府维持氦气战略供应的努力的一部分。

今天，氦气是高科技

今天需要氦气，但其原因与上个世纪大不相同。这一次，大部分需求与氦气在极低温度下液化的能力有关——只有 4.2 开氏度（-452.1 华氏度）。

“有时我的天体物理学同事告诉我外层空间的温度是 3 开尔文，”海耶斯说。“所以它与外太空的温度仅相差一度，这就是它有多冷。”

海斯经营着一个实验室，该实验室使用称为超导体的非常特殊的材料。电流可以毫无阻力地流过这些材料。“这会产生非常非常大的磁场，”她说。

Hayes 使用这些领域来研究化学过程，但它们也用于医学以对人体进行成像。磁共振成像或 MRI 技术使用由液氦冷却的超导体。

 

谷歌 Sycamore 量子计算机中的超导芯片是用液氦冷却的。

汉娜·贝内特/谷歌

这不是唯一的应用程序。超导位也是目前正在开发的一些最先进量子计算机的核心。谷歌最近表示，它开发的一台计算机在进行专门计算时击败了世界上最快的传统计算机。 这种“量子霸权”如果继续发展，最终可能会让情报机构破解几乎任何密码。

气态氦也用于制造传统电子产品，并且继续被SpaceX等尖端公司用于火箭。

但它也供不应求。

世界氦气供应仍然集中在少数几个国家：美国、阿尔及利亚和卡塔尔。海耶斯说，如果这些国家中的任何一个出现生产问题，氦气的价格都会飙升。

她说，氦气价格的持续波动迫使研究人员重新考虑他们如何使用这种气体。事实上，她已经因为价格太高而被迫封存了她的一些超导磁铁。她担心，除非价格波动得到控制，否则各种重要领域的研究将被缩减甚至放弃。

其他国家，包括俄罗斯和南非，正在考虑进入氦气生产业务，这可能有助于缓解周期性短缺。在他们这样做之前，普通人应该放弃他们的氦气球吗？海耶斯说不：“我不是气球否认者。派对气球中使用的氦气让每个人都关心这种资源。