氦氣是一種稀有氣體，雖然在空氣中只有5.2%，但并不影響氦氣在生活中及工業(yè)中的利用和其重要性。
氦氣市場概況
美國的氦氣資源豐富。是世界上主要的氦氣生產(chǎn)和消費國家。其次是:俄羅斯、波蘭、阿爾及利亞。在最近20年內(nèi),全球氦氣市場年增長率約為9.3%。1990年,全球氦消費量8778萬m3,其中美國為6144萬m3。消費分配為:研究開發(fā)和超導(dǎo)29%,核磁共振裝置18%,焊接14%,聯(lián)邦政府使用19%〔2〕。1995年,全世界生產(chǎn)了約1.43億m3的A級氦,其中美國占1.14億m3。在世界其它國家生產(chǎn)的0.29億m3A級氦中,大部分為俄羅斯和波蘭生產(chǎn),其余為中國、印度等國生產(chǎn)。1995年,美國在其國內(nèi)和國際市場上共銷售A級氦(氦純度為99.995%以上)0.96億m3,其中美國礦物局和美國私有制氦商在美國市場上銷售了0.684億m3,由美國私有制氦商在國際市場上銷售了0.277億m3。1995年比1994年氦氣的銷量(1.006億m3)降低了4.3%。美國的氦氣消費分配為:低溫加工業(yè)0.164億m3(占24%);加壓吹除0.13億m3(19%);焊接0.137億m3(20%);受控氣氛0.075億m3(11%);潛水呼吸混合氣0.021億m3(3%);檢漏0.034億m3(5%);其它0.123億m3(18%)。
氦氣及液氦的利用
氦氣是最主要的工業(yè)氣體品種之一,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。在半導(dǎo)體工業(yè)中,高純氦氣用作生長鍺和硅晶體的保護氣。某些混合氣的底氣、清洗、屏蔽和加壓系統(tǒng)的惰性氣體;氣相色譜載氣;在生產(chǎn)象鈦和鋯那樣的活性金屬時用作保護氣;電弧焊接的保護氣;在原子能反應(yīng)堆中作為氣體的冷卻介質(zhì);充氦飛船,美國海軍司令部和空軍司令部正在研究用裝有預(yù)警系統(tǒng)的飛船來探測低空飛行的導(dǎo)彈;美國毒品管理局在美國南部邊境地區(qū)設(shè)置了6只系留雷達的小型飛艇,用于探查毒品走私的情況;美國邊防巡邏站計劃利用小型飛艇來探查非法入境的外國人。美國航空和航天局正在利用充氦氣球來采集南極洲上空的空氣樣品,以研究臭氧層遭到破壞的各種原因。充填于在寒冷氣候中使用的熒光燈管;充填中子和氣體溫度計;設(shè)備、管路等的氦質(zhì)譜檢漏;與氧氣混合用于醫(yī)療;在航天技術(shù)上,液氫加注系統(tǒng)的真空管路、貯槽、槽車以及火箭貯箱中的空氣必須首先用高純氮氣置換,合格后用高純氦氣置換,分析合格后用高純氦密封;還可用作衛(wèi)星和火箭的擠壓氣源及姿態(tài)控制發(fā)動機用氣源。液氦主要用于超導(dǎo)技術(shù)和磁共振成像(MRI)。超導(dǎo)粒子加速器要用液氦來冷卻超導(dǎo)磁體。美國阿貢(Argonne)國家實驗室正在研究用于軍事和商業(yè)目的的磁流體推進系統(tǒng),這種動力推進系統(tǒng)不使用運動部件。MRI在醫(yī)療上的應(yīng)用價值很高,日本于1995年安裝了278套超導(dǎo)MRI,過去單機液氦年用量約400L。超導(dǎo)磁體電儲存系統(tǒng)能儲存平時過多的電力,需要時可以為高峰用電提供電力。液氦在低溫技術(shù),同步加速器和回轉(zhuǎn)加速器的研究與開發(fā)中應(yīng)用前景廣闊。