你知道嗎？現在科學家最擔心的不是氧氣和氫氣稀少，而是害怕氦氣耗盡！當你想到元素周期表上的第二種元素氦時，你首先想到的是什么呢？是的，正是這種物質使氣球上升！但是，除此之外，氦氣在科學上還有一些極其重要的用途。事實上，它也存在于宇宙的各個角落，即使我們沒有意識到它。但問題是，在地球上，它最終注定會耗盡。

     本期內容我們就來回答這個非凡的問題：為什么科學家如此擔心氦耗盡？

氦氣為什么這么重要？

     氦在地球上是一種奇怪的矛盾體。雖然它是整個宇宙中第二豐富的元素，與氫(最豐富的)結合形成了大約99.9%的已知物質，但氦在我們這個星球上卻越來越稀少。主要原因是，目前它幾乎是一種完全不可再生的資源。這里有幾個問題在起作用：

     首先，氦非常輕，氦原子不容易與其它原子結合。這意味著一旦氦被釋放到大氣中，它就會不斷上升，上升，上升，直到它完全逃離地球，進入太空，永遠消失。顯然，如果我們依賴穩定的氦供應，這已經不是一個理想的情況了，而我們已經做到了。

     其次，比較糟糕的是，新一代氦也是一個緩慢且不太可能的過程。雖然大部分遠離地球的氦是在恒星內部形成的，而恒星內部的氫是核聚變產生的，但地球上存在的氦則深埋在地球表面以下。這是一種自然放射性衰變的產物，但問題是，因為產生它所需的過程可能需要數百萬年的時間才能展開。所以，現在我們有了一種需要很長時間才能形成的產品，但一旦它最終被開發出來，它也會很快消失。

     最后，雖然氦可以開采，如果能有效地進行開采，它的逃逸是可以防止的，但這需要一系列非常特定的地質條件：

     因此，地球上擁有豐富埋藏氦元素的地方少之又少。這種物質易揮發，需要很長時間才能形成，而且形成的條件并不常見?？紤]到所有這些要求，氦的可用性在歷史上一直是不可預測的，這也許就不足為奇了。

氦在醫學領域的價值

     但是，為什么這是一個問題呢?氦氣短缺不就意味著會有更少的氣球在這個地方彈跳嗎？

     是的，這可能意味著氣球會減少，但氦氣獨特的物理特性意味著它不僅僅是一個噱頭。在氦最有趣的固有特性中，它是第二輕的元素(僅次于氫)；就像氫一樣，它也不易燃；而且，可以說最重要的是，它是一種非常有效的低溫流體，這意味著在液態狀態下它非常冷，它具有重要的科學應用。

      考慮到這一點，氦在今天的實驗室和特定的實驗室設備中已經成為必不可少的元素。這些冷卻特性意味著液氦幾乎和外太空一樣冷，這在醫療保健行業是非常寶貴的，例如，它們被用于MRI機器。核磁共振成像(MRI)是通過超導線圈來工作的，超導線圈可以產生強大的磁場……但其背后的科學只有在線圈保持足夠涼爽以容納所需的電流時才有可能實現，這正是氦的來源。據估計，目前地球上使用的氦幾乎有三分之一被用于世界各地醫院和實驗室的核磁共振成像。因此，考慮到這些機器對我們的重要性，很容易理解為什么氦短缺是一個壞消息。

氦在其它科學領域的價值

    除了醫療保健，其它使用超導的著名機器，包括歐洲核子研究中心(CERN)的大型強子對撞機，它以研究粒子物理學而聞名。核磁共振波譜儀(NMR)也被用來觀察亞原子原子核的細節。近年來，以這種方式研究粒子變得越來越重要，科學家們可以了解更多關于粒子相互作用的原理，并發現以前未知的粒子，從而更好地了解宇宙。

     但是，再一次地，這是一個依賴穩定可靠的氦供應的研究領域。由于獲取氦的困難，其成本往往會波動，有時甚至嚴重……這給研究和醫療帶來了更大的壓力。在某些情況下，使用替代品是可能的，據報道，許多實驗室都試圖在某些任務中從氦轉換到液氮。液氮更容易獲得，也更便宜，盡管它不能像氦那樣提供低溫。因此，在不損壞昂貴設備的情況下，通常還是不適合改用液氮。

     在此之前的幾十年，世界一直依靠美國聯邦氦儲備委員會，該組織于20世紀20年代開始儲備氦。但該機構在過去幾年里逐漸被拋棄，于是在本世紀初結束了業務，這再次造成了巨大的不確定性。坦桑尼亞和卡塔爾等其它地區是著名的氦熱點，但這些供應能在多大程度上解決(或滿足)全球不斷增長的需求，還有待觀察。

那么，未來會是什么樣子呢？

      氦氣需求的增長部分是由于兩個依賴全球氦氣儲備的新興產業組成：太空旅行和量子計算。例如，私營太空公司SpaceX已經使用氦氣為其火箭提供動力；而谷歌等公司此前強調，氦氣的低溫特性對于維持量子計算機尖端動力所需的超導體是多么重要。與此同時，甚至在考慮到所有這些即將被提出的技術和小配件之前，氦已經被持續地用于許多更廣泛應用的設備的生產，比如一些普通的電腦、手機和電視。

其它星球的氦氣開發

      如果我們想讓我們的技術繼續發揮作用，我們要么需要找到更多的氦，要么找到合適的替代品。在另一個世界里，我們可以觀察太陽系以及星際空間，尋找答案。在質量足夠大的行星上，包括木星和土星這樣的氣態巨行星，大量的氦仍被重力困在大氣中。然后，我們可能會在其中一個星球停下來，給我們的氦氣箱加滿油，就像我們用汽油來驅動汽車一樣?；蛘?，我們也可以去拜訪一下太陽，那里自然有幾乎無窮無盡的新鮮聚變氦，正等著我們去消耗它。

     但是，在現實世界中，這些都不是嚴肅的選擇。在地球上，這是一個有點不尋常的狀態，因此，當人類社會試圖從一般的化石燃料開采中擺脫出來時，不幸的是，人們意識到，目前開采的大部分氦是大公司開采天然氣的副產品。目前，世界上只有為數不多的幾家專門的氦精煉廠，所以，當涉及到這種特殊元素時，哪里都沒有真正為未來做好準備。

     盡管近幾個月來氦氣市場出現了一些平衡，但一些估計表明，在未來一到三代人的時間里，這種最有價值的元素仍可能被完全耗盡。在這種情況下，盡管近幾十年來我們取得了長足的進步，但科學家、研究人員、醫療專業人員、技術革新者，以及更多的人發現自己陷入了困境。

結語

      氦是必要的！氦是罕見的！氦顯然正在耗盡！即使是在形勢好的時候，比如說，開發了一種全新的資源，在短期內解決了我們所有的問題，但最終失敗的幽靈仍然籠罩著我們。而且，如果找不到解決辦法，整個行業可能會面臨嚴重的供應短缺，在整個社會造成連鎖反應。醫院可能面臨越來越大的壓力，實驗室可能難以運行設備，公司可能難以維持下去。它可能不會立即影響我們大多數人的日常生活，我們大多數人可能只知道它是讓氣球上升的東西，但以上這些，就是為什么科學家們如此擔心氦會耗盡的原因。

    你認為氦消耗殆盡還會給我們帶來什么影響呢？