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氦气在21世纪如何卡住某国的脖子?

2024-07-27科学

的新型宇宙飞船频繁遭遇氦气泄漏问题,目前仍然悬挂在国际空间站之下,成为舆论讥讽的焦点。然而,退一步海阔天空,我们应放下仅仅为了观看而起哄的心态。这种不断的技术泄漏,在某种程度上恰恰展示了超级大国深厚的科技底蕴。对于那些习惯于为西方鼓与呼的群体而言,这正是他们应当大书特书的战略优势。遗憾的是,这些评论者通常见识浅薄,当真正需要他们发声的时刻,他们却因缺乏关键常识而只能保持沉默。尽管如此,这并不妨碍客观分析事实,明确阐述超级大国的单边优势。

根据初中物理和化学知识,我们知道宇宙诞生初期,由于温度极高,各种基本粒子处于混沌状态。数亿年后,当宇宙温度下降后,一个质子与一个电子首次结合形成了最基本的元素——氢,这是宇宙中最早和数量最多的元素。大量氢气聚集形成了恒星;恒星核心的核聚变反应产生了第一个新元素——氦。尽管宇宙中氦元素丰富,地球上的氦却相对稀缺,这表明地球及整个太阳系不属于第一代恒星系统,而是第二代或第三代恒星系统的产物。氦作为早期宇宙中形成的轻元素之一,在地球上主要以单质气体形态存在。太阳系中的氦不能通过化学反应获取,只能通过太阳核反应或地球上的放射性元素不断轰击甲烷气体的极为复杂过程产生。

北美大陆页岩气资源丰富,美国近年来通过开采页岩气取得了显著成就,这也意味着全球最大的、有开采价值的氦气矿床正位于美国本土。过去50年间,美国几乎垄断了全球氦气的开采、提炼、储存和出口,占据了全球80%的市场。但随着西伯利亚和中东气田的发展,这一比例有所下降。氦作为最主要的惰性气体,在军事和高科技领域的用途极为广泛,例如氦制冷技术能够将温度降至接近绝对零度,使多种金属或合金变为超导体,对于工业和军事科技具有重要意义。

氦气的这种制冷特性使其在航天领域尤为重要。这也是波音飞船内部需要携带大量氦气的原因,因为没有比氦气更适合飞船制冷和增压的物质。这种对氦气的大量使用,反映了美国在这一资源上的绝对优势,几乎可以说是「造氦」能力无人能敌,这使得全球其他大国羡慕不已。据悉,美国F22A战斗机内部就装备了一个2吨级别的氦气循环系统,无论是为雷达还是为喷嘴降温,都显示了顶尖效率。而F35战斗机则采用自身燃油循环降温,效果远不如液氦。

东方大国在2015年前几乎所有氦气都依赖进口。但随着国际形势的变化,氦气供应受限可能导致严重问题。幸运的是,在国内西部大漠深处发现了含氦煤层气,这一新发现的世界级氦资源有望满足该国数千年的需求。此外,月球土壤中也发现了高含量的氦元素,这无疑是一个令人振奋的发现。
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