为什么要禁止氦气球？百万个氦气球带来的灾难，那只是冰山一角

一直以来我们被灌输的思想是，氢气球非常危险，那些非法灌装售卖的氢气球造成爆燃事故触目惊心，因此每次都在买气球时再三确认是不是氢气！而氦气球却是一种惰性气体，它不会燃烧，不会爆炸，非常安全！

如此安全的气球，为什么要禁止？

这么安全的的气球，为什么要禁止它呢？其这得从一次事故说起！1986年美国克利夫兰的慈善组织为了给贫困家庭和儿童筹集资金，组织了一次超大型慈善气球节，所有气球均已一美元出售，所得收益全部捐给困难家庭救助基金，计划是售出200万个气球，但因当时天气不好，完成了70%的目标，大约140万个，打算统一释放，以壮观的场面表达全城人的爱心！

如此创意的活动获得了空前的支持，围观群众人山人海，为达到最大的效果，主办方决定一起释放，得到了现场民众一致的支持，但未曾想，一场灾难正在临近！这些气球释放后，并没有想象当中的迅速飞离，由于当天遭遇冷空气，氦气密度稍高，浮空效果并不好，停留在低空四处漂浮！

更麻烦的是大部队气球飘向了克利夫兰机场，造成了多架飞机紧急降落，机场被迫关闭，这些四处游荡的氦气球还在高速公路上造成了事故，最后漏气的氦气球在城市周围到处都是，海冰，公路房顶，甚至还造成渔民溺水身亡，最后主办方遭到诉讼收场，赔偿了百万美元！

氦，宇宙中第二丰富的元素，却无法在地球上再生！

氦气球导致了如此严重的事故，在克利夫兰气球灾难发生后，全世界再无组织敢冒天下之大不韪释放百万气球了，当然这并不是关键，而是因为氦气本身，它是地球上无法再生的战略资源！

氦是怎么来的？

氦是宇宙大爆炸就产生了基本元素，它的最终源头来自太初合成，大爆炸后大约10^-6秒时中子夸克和胶子就因为温度的降低诞生了中子和质子等重子！温度继续降低，这些质子和中子就聚合成了氢、氦和锂，而宇宙中原初元素的丰度，比例大约是氢：75%，氦四：25%，氘：0.01%，锂：痕量！

相信您一定看到了氘，这是氢的同位素，还有氦四，也就是我们俗称的氦，还有一种是氦三，在月壤中存在比例比较高，因为它来自太阳，质子-质子链反应会生成氦三，并且通过太阳风到达地球，却被磁场阻挡，而月球无磁场和大气，因此就留在了月壤中！

氢也很轻，为什么地球上有的是氢却没有氦？

您肯定已经想到了，氦因为密度很低，它在大气层中不会留在底层，很快就会跑到最高，然后在高能粒子的轰击下加速逃逸了，所以大气中有惰性气体却包含氦！那么比氦还要轻的氢为什么不稀有呢？

因为氢可以和很多物质组成化合物，比如水，比如硫化氢，或者磷化氢等等，当然后面两个都不是啥好东西，都有毒，不过是化工原料！而水则是H2O，氢氧燃烧即可获得水，地球上可能出了大地就剩下海洋了，要多少有多少！最简单的方式就是电解即可在正极收集到氢！而氦无法组成化合物，所有地表留不下氦！

氦躲在哪里呢？

就在放射性元素释放的α（阿尔法）射线中，比如铀就会因为α衰变不断释放出α粒子，这种粒子就是两个质子和两个中子组成的氦四原子核，释放的α粒子捕获电子就成了氦原子，这些放射性元素很重，因此在地球诞生的熔融状态下，大都下沉到了地幔和地核，地球熔融态的内核热量大部分都来自于放射性产生的能量释放。

但这个α衰变产生氦的速度很慢，大约一千克铀矿物衰变一年，才能得到大约0.1立方毫米的氦，这个小气泡只有0.00000002克，一吨铀每年也只能产生0.00002克的氦气，当然钍和氡的衰变也会产生氦，只要是α衰变就能产生氦！

这些氦气在地下积累，通过岩浆的包覆来到地面，所以可以在火成岩中可以分离出氦，但含量很低，大规模的开采仍然需要天然的氦气富集，全球氦资源最丰富的是美国，1903年，在堪萨斯州的德克斯特镇区在石油钻探过程中发现了一个不会燃烧的天然气间歇泉。

地质学家地质学家伊拉斯谟斯·哈沃斯经过化学家汉密尔顿·卡迪和戴夫·麦可法兰德的协助，分析出了这种气体有72%氮、15%甲烷、1%氢、12%的不明气体组成，进一步分析发现，还有1.84%的氦！这一发现让美国成了世界上的氦气主要供应商！

美国在堪萨斯和德克萨斯的氦气资源分布

氦气在一战和二战时期就成了稀缺资源，因为氦气可以为飞艇提供安全不会燃烧爆炸的气体，但随着科学技术的进步，氦气的用途直接上升到了战略级别！

氦气到底有什么用处？

氦气的用途实在有些广泛，不过最常见的用途不过是用来充安全气球！但这种宝贵的气体不能用在这种无聊的用途上，它有更重要的价值！比如核磁共振的超导磁铁，必须用液氦来冷却！核磁共振利用强大的磁场，让组织中的水分子沿着磁场的磁力线方向一致，然后磁场突然消失，水分子排列恢复混乱，反复多次施加磁场又突然消失，核磁共振机取得数据并运算成像！

这过程中强磁场的建立非常关键，一般核磁共振的强磁要求T级别，因此磁场的线圈必须工作在超导状态才能达到如此强磁场，一般的铌钛合金超导要求4.2K（-268.8℃），只有液氦能满足要求！所以未来要是没了氦，这事就难办了！当然实现高温超导就可以了哈！

目前发现的超导材料与对应的温度

科学用途

其实从核磁共振的低温超导出发，很多科研需要低温和超导环境的都少不了氦，比如27千米长的欧洲强子对撞机就用了10,800吨液氮来将加速用的超导电磁铁冷却到零下193.2摄氏度，然后再用大约60吨液氦将它们冷却到-271.3℃，这60吨液氦大约是全球氦产量的1%！

工业用途

氦气还经常作为焊接保护气体，隔绝氧气对焊接过程中金属高温时氧化，工业上常用氦、氩或氦和氩的混合气为保护气；或者用于高密封性的检漏，比如宇宙飞船，因为氦气扩散性能极强，即使3000年才漏一升也能检出！另外高速风洞以及核反应堆和火箭工业中，氦都是少不了的重要工业气体！

饱和潜水

最后还有一个非常有意思的用途，很多朋友都有过吸一口氦气，然后讲话像鸭子叫的那种感觉，其实饱和潜水的作业人员就是这样说话，他们呼吸的空气中，氦气替代了氮气，还加入了部分氢气，组成氢氦氧混合气，因为在超过4个大气压的情况下就会引起氮醉，氦气可以解决这个问题！

2017年美国A级氦气（纯度99.995%）的用途分配

因此氦气还成了深海饱和潜水中必不可少的气体！而全球氦气资源的90%都在美国，其余由加拿大、波兰、俄罗斯提供，后来阿尔及利亚提供了部分氦气资源，而我国的氦气则主要依靠进口，但氦气不可再生，且未来资源展望比较悲观，也许再过几十年氦气真的可能就消耗殆尽了！