[2-3]虽然**近关于金属氢的突破研究遇到很大的质疑,但这篇文章的数据要扎实很多。来自伦敦帝国学院的物理学家HenryRzepa在把这项研究和金属氢的发现对比时表示:“这是更为可靠的科学,氦化合物是一项重大突破。”[3]这一研究涉及中、美、俄、意、德五国学者。参与的中国研究单位还有北京高压科学研究中心、西北工业大学、中科院固态物理研究所和南京大学。特别值得一提的是,这一研究开始于南开大学研究生XiaoDong在美国交换访问期间,根据作者贡献介绍,XiaoDong设计了研究工作、并展开了相关计算。XiaoDong已经在上海高压科学研究中心工作。[3]据了解,这一工作2013年就投稿Nature,但作者与评审人就Na2He成健性质无法达成一致,改投NatureChemistry发表。当然,并不是所有人都被说服。爱丁堡大学EugeneGregoryanz就认为XRD数据有待提高,**终还要看这一工作是否能被其他团队所重复。不过,具备条件的实验室全世界没有几家。[3]氦同位素编辑已知的氦同位素有八种,包括氦3、氦4、氦5、氦6、氦8等,但只有氦3和氦4是稳定的,其余的均带有放射性。在自然界中,氦同位素中以氦4占**多,多是从其他放射性物质的α衰变,放出氦4原子核而来。而在地球上,氦3的含量极少。因为氦气传播声音的速度差不多为空气的三倍。枣庄定制氦气
这是另一种液态氦。卡美林·奥涅斯把前一种冒泡的液态氦叫做氦Ⅰ,而把后一种静止的液态氦叫做氦Ⅱ。把一个小玻璃杯按在氦Ⅱ中。玻璃杯由空的渐渐装满了。把这个盛着液态氦的小玻璃杯提出来,挂在半空时,玻璃杯底下出现了液氦,不一会,杯中的液态氦就“漏”光了。氦Ⅱ能够倒流,它会沿着玻璃杯的壁向高处倒流。此现象只能在低温状态下才会发生,名为“超流动性”,具有“超流动性”的氦Ⅱ叫做超流体。后来,许多科学家研究了这种怪现象,又有了许多新的发现。比如1938年阿兰等人发现的氦刀喷泉。在一根玻璃管里,装着很细的金刚砂,上端接出来一根细的喷嘴。将这玻璃管浸到氦Ⅱ中,用光照玻璃管粗的下部,细喷嘴就会喷出氦Ⅱ的喷泉,光越强喷得越高,可以高达数厘米。氦Ⅱ喷泉也是超流体的特殊性质。在这个实验中,光能直接变成了机械能。[5]氦超导现象在液氦的温度下,在一个铅环上放置一个铅球。铅球会好像失重而飘浮在环上,与环保持一定距离。在同样的温度下,用细链子系着磁铁,慢慢放到一个金属盘子里去。当磁铁快要碰到盘子的时候,可以观察到,链子松了,磁铁浮在盘子上,若此时轻轻拍打磁铁,它会自行旋转。这种现象只能在低温观察到,高温下不会产生。枣庄定制氦气氦气和高科技产业发展不可或缺的稀有战略性物资之一。
在零度附近需加34个大气压才能固化。1972年,,分别称为3He-A和3He-B,它们均为超流态。液态3He和4He在,在该温度以下则分离成两相,按3He所占比例的多少分别称为浓相(含3He较多)和稀相(含3He较少),浓相浮于稀相之上(因3He比4He轻)。3He原子从浓相通过界面进入稀相时要吸热,这就是稀释致冷机的工作原理(见**温技术)。3He原子的电子总自旋为零,核自旋为1/2,故与电子一样属费米子,遵守费米-狄拉克统计,液态3He称为费米液体,正常态的液态3He的性质可用朗道的费米液体理论描述。液氦化学性质编辑氦的化学性质稳定,几乎不与其他任何元素化合。理论上的确有一些氦的化合物在极低温极高压状态下可以存在。在光谱中可以观测到HeH+(已知**强的酸),而HeH的激发态可以作为准分子存在。详见稀有气体化合物词条。液氦用途编辑氦是**不活泼的元素,而且极难液化。氦的应用主要是作为保护氦气曾被用来当做热气球和飞艇的驱动力气体、气冷式核反应堆的工作流体和**温冷冻剂等等。氦气在卫星飞船发射、导弹武器工业、低温超导研究、半导体生产等方面具有重要用途。液氦气球和飞艇氦气曾被用来当做热气球和飞艇的驱动力,氦气的密度要比空气小得多。
也无非是严重阻碍低温技术的应用,其中受到比较大影响的就是低温超导技术了。现在已知所有的超导材料都要在-130℃以下的低温中才能表现出超导特性,其中应用**的那几种(比如Nb3Sn)更是需要比液氢的沸点还低的转变温度,这时候只有液氦能比较简便地实现这样的极低温。虽然我们完全可以用别的办法实现同样的低温,但都不如液氦实惠。显然,假如我们没有氦,低温超导技术的普及就会受到严重的阻碍;低温超导技术如果不能普及,医院就会用不起核磁共振成像仪(它需要超导材料制造强磁场)。液氦资源分布编辑来源分布氦液化器氦气**主要的来源不是空气,而是天然气。原来氦气在干燥空气中含量极微,平均只有百万分之五,天然气中比较高则可含,是空气的一万五千倍。可是这种高氦的天然气矿藏并不多,因为天然气中的氦气是铀之类的放射性元素衰变的产物。只有在天然气矿附近有铀矿时,氦气才能在天然气中汇集。即使是氦气含量很低的天然气,也比空气中氦气含量高数万倍,因此仍是目前世界上氦气的主要来源。其中,美国氦气资源占50%以上,中国*占。天然气中的氦气是铀之类的放射性元素衰变的产物。只有在天然气矿附近有铀矿时,氦气才能在天然气中汇集。如果大量吸入氦气,会造成体内氧气被氦取代,因而发生缺氧。
氦单质在极低温度下由气态氦转变为液态氦。由于氦原子间的相互作用(范德华力)和原子质量都很小,很难液化,更难凝固。富同位素4He的气液相变曲线的临界温度和临界压强分别为,一个标准大气压下的温度为,温度从临界温度下降至零度时,氦始终保持为液态,不会凝固,只有在大于25大气压时才出现固态。在,如获得超流性,被称作HeII,来与普通的液氦(HeI)区别开。中文名液氦外文名liquidhelium性状无色、无味的液体4He熔点25atm4He沸点1atm3He熔点29atm3He沸点1atm4He密度*cm-3于1atm下,沸点目录1物理性质▪概述▪超流体▪热传导性▪热效应▪第二声波▪同位素2化学性质3用途▪气球和飞艇▪人造空气▪保护气▪低温超导技术4资源分布5氦液化器6研究历史液氦物理性质编辑液氦概述氦在通常情况下为无色、无味的气体;熔点-27液氦℃(25个大气压),沸点℃;密度,临界温度℃,临界压力;水中溶解度³/千克水。氦是不能在标准大气压下固化的物质。液态氦在温度下降至(HeⅡ),性质发生突变,成为一种超流体,能沿容器壁向上流动,热传导性为铜的800倍;其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。液氦在一个大气压下密度为g/mL。氦有两种天然同位素:氦3、氦4。在室温和大气压力下,氦是无色、无味的气体。枣庄定制氦气
氦是不活泼的元素。氦的应用主要是作为保护气体、气冷式核反应堆的工作流体和低温冷冻剂。枣庄定制氦气
他只有求助于当时相当的光谱学家之一的伦敦物理学家克鲁克斯。克鲁克斯证明了,这种气体就是氦。这样氦在地球上也被发现了。[5]在二十世纪初的几十年里,世界各国都在寻找氦气资源,在当时主要是为了充飞艇。但是到了二十一世纪,氦不仅用在飞行上,前列科学研究,现代化工业技术,都离不开氦,而且用的常常是液态的氦,而不是气态的氦。液态氦把人们引到一个新的领域——低温世界。英国物理学家杜瓦(Dewar)在1898年首先得到了液态氢。就在同一年,荷兰的物理学家卡美林·奥涅斯也得到了液态氢。液态氢的沸点是零下253℃,在这样低的温度下,其他各种气体不仅变成液体,而且都变成了固体。只有氦是一个不肯变成液体的气体。包括杜瓦和卡美林·奥涅斯在内的科学家们和决心把氦气也变成液体。1908年7月13日晚,荷兰物理学家卡美林·奥涅斯(HeikeKamerlinghOnnes昂纳斯)和他的助手们在的莱顿实验室取得成功,氦气变成了液体。他次得到了320立方厘米的液态氦。要得到液态氦,必须先把氦气压缩并且冷却到液态空气的温度,然后让它膨胀,使温度进一步下降,氦气就变成了液体。液态氦是一种与众不同的液体,其沸点为零下269℃。在这样低的温度下,氢也变成了固体。枣庄定制氦气