世界上的氦氣用完了嗎？

惰性氣體已成為世界上最搶手的商品之一。即使是研究也離不開它——但瓶頸迫在眉睫當世界政治局勢動蕩時，擔心供應的不僅僅是研究人員。氦具有其他元素所沒有的能力。這使其成為科學、醫學和工業不可或缺的一部分。

無色、無味、無毒或爆炸性，但最重要的是，這就是它的超能力：即使在接近絕對零的溫度下也不會凝固。全球生產的氦氣中約有四分之一用于冷卻在磁共振成像 (MRT) 或核磁共振波譜儀 (NMR) 等設備中發現的超導電磁體。

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研究不可或缺

“然而，這個線圈只有在非常低的溫度下才能保持超導性。只有這樣它才沒有電阻，”奧地利科學技術研究所的 Paul Schanda 解釋說。結構生物學家依靠氦來研究分子水平的生物過程。僅在美國，估計就有 400 個研究小組依賴于超冷惰性氣體。

然而，研究只占市場的一小部分。他們的購買力及其對市場的影響力很低。近年來，她唯一可以確定的是價格穩步上漲——在過去十年中幾乎翻了一番。去年秋天，對加拿大大學氦氣供應的擔憂達到頂峰，促使加拿大中部的薩斯喀徹溫省政府宣布了氦氣行動計劃。

在地殼中的形成

目標是到 2030 年實現 10% 的世界市場份額。目前約為百分之一。氦是一種有限的資源。通過地殼中的放射性衰變形成需要數百萬年。它在零下 269 攝氏度時變成氣態。因為它比空氣輕，所以它從大氣層中逸出，告別太空，再也見不到了。

這意味著稀有氣體在理論上甚至不能再生。其中大部分通過地球表面擴散并消失。只有一小部分殘余物被困在自然密封的天然氣儲層中。這些礦床中很少有足夠的濃度用于有利可圖的氦氣開采。

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不透明的市場

到目前為止，全球氦氣市場將如何發展以及儲量將持續多長時間尚未達成共識。十多年前，因研究獲得諾貝爾獎的美國物理學家羅伯特·理查森警告說，三十年后將不再有氦。另一方面，歐盟于 2020 年將氦氣從其瀕危原材料清單中刪除。

該系統的脆弱性最終在 2017 年對卡塔爾的封鎖中得到證明，卡塔爾是僅次于美國的第二大氦生產國，當時全球供應出現瓶頸�，F在越來越多的聲音說，迄今為止最大的瓶頸迫在眉睫。盡管市場缺乏透明度，但有跡象表明原因：從 1925 年到 1995 年，美國積累了 10 億立方米的氦氣作為戰略儲備。1996 年，國會最終決定出售，在某些情況下大大低于市場價值。

負擔得起的價格有風險

在某種程度上，全球 35% 的供應來自德克薩斯州的這家氦工廠，這使市場保持穩定。經過一再拖延，商業銷售現在終于在 9 月停止。安全事件還導致 7 月份突然停止運營。其他國家需要一段時間才能縮小這一差距。此外，俄羅斯天然氣生產巨頭俄羅斯天然氣工業股份公司新建的阿穆爾工廠發生爆炸，延遲了那里的氦氣生產。烏克蘭當前的政治局勢也在加劇緊張局勢。

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減少損失

對于研究而言，以易于計算和負擔得起的價格安全獲取資源至關重要。Schanda 和他的團隊主要研究在體內執行重要任務的蛋白質，例如負責為細胞提供能量的線粒體。他使用核磁共振波譜來觀察這個復雜的機器內部。

在這個過程中，部分冷卻氦總是蒸發掉。根據制造商的說法，每 150 天需要補充大約 90 升水。為了不讓氣態氦流失到太空中，將它裝在一個氣球中，然后用氣瓶將其壓縮。維也納科技大學隨后再次將其液化。去年，超過 100,000 升的氦氣被返還給了奧地利各大學。

“以這種方式回收，液氦只需花費大約五分之一，”Schanda 說。至少在中期內，機構可以緩沖市場的波動。但在技術上也發生了一些事情：根據型號的不同，MRT 可以容納大約 1000 升液氦。雖然舊設備每年的浪費約為 500 升，但由于閉路，新型號幾乎沒有損失任何東西。盡管如此，氦當然不會變得更多。

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