对于 Eva Andrei 来说，液氦的成本在过去两年中翻了一番多，从 100 升杜瓦瓶的 930 美元增加到今天的 2000 美元。但这只是罗格斯大学物理学家氦问题的一部分。稀有气体的短缺意味着她只能操作实验室中四台扫描隧道显微镜中的一到两台，每台扫描隧道显微镜每周需要 100 升液氦来进行量子物理学、超导和石墨烯等领域的实验.

Margaret Eastman 在俄克拉荷马州立大学维护着四台核磁共振 (NMR) 光谱仪。她非常担心自己可能会用完液态氦，所以她请附近的其他研究人员帮助她冷凝氦气，她计划从商业供应商那里获得氦气——结果却得知供应商也没有可用的气体。

太平洋西北国家实验室 (PNNL) 催化科学小组负责人南希·华盛顿 (Nancy Washton) 维护着 28 台带有超导磁体的仪器：24 台 NMR 和 4 台傅里叶变换红外光谱仪。截至 3 月 25 日，她已经停用了两台 NMR，并计划在 5 月停用另一台。由于供应商梅塞尔连续削减了 PNNL 的氦气分配，从短缺前的平均每月 2400 升减少到 3 月份的 940 升，迫使停工。“这根本不足以维护我们的设备，”Washton 说。选择要么以有序的方式加热磁铁，要么让它们熄灭，否则它们可能会被永久损坏。“我们现在生活在供应商拥有的储存液氦上，”她说。

在大流行的早期阶段，工业和娱乐应用对氦气的需求减少导致轻气体供应充足。但现在，氦生产的中断被归咎于最近几个月供需平衡的突然转变。氦气行业顾问 Phil Kornbluth 将当前的氦气形势称为短缺 4.0；2006-7、2011-13和2018-20年也出现了供应短缺。

事件的汇合

造成最新短缺的主要原因是泄漏导致 Cliffside 粗氦浓缩厂于 1 月中旬意外关闭，该厂由土地管理局运营，用于处理来自德克萨斯州 Bush Dome 水库的原始氦气。Kornbluth 说，在去年该工厂停工四个月之后，这次关闭已经消除了一个通常每年从水库提供约 1420 万立方米水的水源。这大约是通常流经 724 公里管道的体积的一半，几家主要氦气供应商利用该管道进一步净化气体以供分配。大约等量的氦气从位于堪萨斯州、俄克拉荷马州和德克萨斯州下方的 Hugoton 天然气田进入管道。

就其本身而言，如果俄罗斯远东阿穆尔的新天然气加工厂在 2021 年 9 月开业后继续运营，那么 Cliffside 的损失可能不会如此具有破坏性。但 10 月份的一场大火，以及 1 月份的一次爆炸，无限期地关闭了该设施。业内观察人士怀疑阿穆尔公司所有者俄罗斯天然气工业股份公司在今年第三季度恢复运营的承诺。Kornbluth 说：“底线是，阿穆尔的两座 [工厂] 年产量可能高达 14 亿立方英尺（4900 万立方米），但将为零。” “这就是世界上有充足的氦供应和短缺之间的区别。”

乌克兰战争使人们对俄罗斯氦气的长期供应产生了进一步的怀疑。迄今为止，氦气尚未受到美国的制裁，而中国对这种气体的需求很大，而中国尚未对莫斯科实施制裁。但科恩布鲁斯说，由于战时的敌对行动，从西方向俄罗斯提供的氦气专业知识和设备可能会受到阻碍或切断。

今年早些时候，卡塔尔的三个生产氦的液化天然气工厂中的两个因定期维护而关闭，这加剧了目前的氦短缺。（氦气少量存在于天然气中，并在气体液化过程中分离出来。）这些设施应该在本月恢复全面生产，Kornbluth 说。最近，为应对乌克兰战争导致的天然气短缺，阿尔及利亚的两家液化天然气厂之一被关闭，其天然气原料通过海底管道输送到欧洲。

Kornbluth 说，在五家主要的氦气供应商——空气化工产品公司、液化空气、林德、Matheson 和梅塞尔——中，除了空气化工产品公司之外，所有供应商都宣布了不可抗力，并且现在将其客户的合同数量的 45-60% 进行配给。通过采购订单 (PO) 购买氦气的非合同用户最难获得它；他说，过去几个月现货价格翻了一番。

伊士曼的供应商承诺每年交付 920 升，是她收到的 65%。“你不能这样继续下去，”她说。“核磁共振磁铁需要他们需要的东西。你可以推动它而不是将它们填满，但如果你再次这样做，下次水平将低于你的需要。磁铁在不淬火的情况下可以承受的最低限度。”

安德烈说，去年与供应商谈判合同失败后，她不得不在现货市场上购买。“他们告诉我们，我们必须签署不回收利用的承诺，”她说。“我们必须为每个 100 升的订单写一份采购订单。交付需要一周或更长时间，您永远不知道它是否会到达。所以你可能不得不预热你的实验并破坏你的样本。”

回收有帮助

与短缺的情况一样，一些用户比其他用户更幸运。西北大学的物理学家威廉·哈珀林说，他从梅塞尔那里得到的分配是他通常购买的 45%。但 Halperin 还在该大学运行了一个中央氦气回收和液化系统，该系统回收了那里使用的氦气的约 70%。这使得库存积累到大约 5000 升液氦，足以满足目前的需求。

作为为氦气支付溢价的大用户，圣路易斯华盛顿大学的化学家 Sophia Hayes 说，她很幸运能够收到 75% 的短缺前交货。该大学最近安装了一个回收和液化设施，以收集她实验室中六个 NMR 的蒸发物。但到目前为止，系统中的泄漏导致回收率很低。

华盛顿说，在短期内，PNNL 将能够容纳其所有研究人员使用剩余的仪器。“这将需要杂耍，人们必须灵活，我开玩笑说周六晚上 11 点必须有人进来。” 进一步削减 PNNL 的分配将改变这一点。“我们正在评估不同的情景——我们将如何适应这种情况来降低仪器以及我们将工作转移给他人的能力。”