超純氦氣全組分檢測

氦早在宇宙形成之初、宇宙大爆炸須臾之后便已經(jīng)誕生，至今已有數(shù)十億年的歷史。它是宇宙中第二輕、也是第二常見的元素，僅次于氫氣。但地球上的氦并不多，含量僅為百萬分之幾。問題在于，氦原子核太輕，不足以被地球引力所牽制。一旦氦氣進(jìn)入大氣，就會逃逸到宇宙中，在太陽風(fēng)的“吹拂”下隨風(fēng)而去。

雖然地球上的氦一直在減少，但直到不久之前，氦儲量都非常充足。大多數(shù)氦都是在宇宙大爆炸時形成的。鈾和釷等放射性元素可衰變成更小的碎片或粒子，其中也包括α粒子。這些粒子便是失去電子后的高能氦原子。在這種衰變過程中，放射性元素分裂成若干碎片，同時釋放出能量，因此名為裂變。

放射性元素的衰變可以彌補通過大氣損失的氦。裂變生成的氦主要儲存于多種礦石中，在天然形成的大型蓄氣池中大量聚積，如位于美國德克薩斯州的國家氦氣池。但這種天然過程需經(jīng)歷成千上萬年，產(chǎn)出的氦氣量才能達(dá)到商業(yè)提取價值。

氦原子核質(zhì)量只有4，僅由兩個質(zhì)子和兩個中子構(gòu)成，是一種非常穩(wěn)定的元素。氦最重要的特性包括：極難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、不具有放射性、不可燃燒、無毒，最關(guān)鍵的一點是，它的沸點低至4.2開爾文，即零下268攝氏度，十分接近宇宙中的溫度下限——絕對零度。其它元素在該溫度下都不可能保持液體狀態(tài)。氦氣是目前唯一一種具有這些特性、且能夠為我們所用的的物質(zhì)。

氦的價格相對來說并不貴。很多工業(yè)應(yīng)用根本找不到更合適的替代品。對航天、國防科技、高科技制造業(yè)、火箭引擎測試、焊接、商業(yè)潛水、粒子加速器磁鐵、光纖、半導(dǎo)體芯片而言，氦氣的作用都不可或缺。

然而，氦氣最重要的用途還當(dāng)屬醫(yī)學(xué)成像，尤其是磁共振成像技術(shù)（MRI），以及利用高強度磁場的核磁共振技術(shù)（NMR）。若不是因為氦氣沸點極低，這些技術(shù)都不可能誕生。

超導(dǎo)體材料是磁共振和核磁共振設(shè)備的關(guān)鍵，而這些材料在4.2開爾文的溫度下才能保持穩(wěn)定。電子從材料中流過、產(chǎn)生電流時，大多數(shù)材料都會產(chǎn)生電阻，這對磁裝置而言是一大問題。我們使用的每一樣電子設(shè)備、以及運輸電力的所有基礎(chǔ)設(shè)施都會因為電阻損失能量。由于電阻的存在，很難用高強度電流產(chǎn)生高強磁場。然而超導(dǎo)體卻不會阻礙電子的流動，因此能產(chǎn)生極強的磁場，可以進(jìn)行高分辨率醫(yī)學(xué)成像。但超導(dǎo)體材料要想發(fā)揮正常功能，就必須被放置在超低溫環(huán)境中。這也正是液氦不可或缺的原因。