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全球氦氣短缺,影響醫(yī)院核磁共振,哈佛一實驗室被迫關停一半項目

量子位 2022/10/31 16:09:21 責編:遠生

全球氦氣短缺?!

已經波及到了醫(yī)院的核磁共振,甚至有些科研項目都因此被迫關閉。

看到這里可能會有朋友發(fā)出疑問:

氦氣和核磁共振、科研項目之間還有這種關系?

沒錯!以往提到氦氣,大家腦袋里蹦出來的第一個東西可能就是:氦氣球。

不過,它還有著一個在專業(yè)領域無可替代的作用:提供低溫

圖源:nbcnews

制造低溫環(huán)境

液化后的氦沸點為零下 268.9 攝氏度。

在醫(yī)療領域中,最常用到氦氣這個特性的地方就是核磁共振了。

核磁共振成像可以提供高分辨率的圖像,使醫(yī)生能夠看到器官、骨骼和組織的細節(jié)。

在成像的過程中,利用磁場和無線電波來觀察人體內部,期間要保證磁流超導,而這只能在極低的溫度下實現(xiàn)。

于是氦氣的用武之地便來了,將氦氣泵入到核磁共振磁鐵中,使得電流可以無阻地進行傳輸。

除了在核磁共振領域氦氣有著無可替代的作用,在實驗室中,它也必不可少。

液氦的低沸點為低溫物理提供了可能,它提供了超低溫冷卻技術,可以應用在超導技術等研究領域。

1908 年,荷蘭萊頓大學的物理學家???卡末林?昂內斯液化了氦氣,創(chuàng)下低溫記錄最低,也因此獲得了 1913 年的諾貝爾物理學獎。

期間,昂內斯在用液氦冷卻汞時,發(fā)現(xiàn)電阻突然驟降到接近零歐姆,也就是超導現(xiàn)象,

此外,它還是唯一一個能在絕對零度時保持液體狀態(tài)的物質。

總之,氦氣因為它獨有的特性使得其在醫(yī)療、科研領域有著不可撼動的作用。

這同時也意味著,一旦氦供應出了岔子,這些領域也一定會受到影響,從近來氦氣市場上也能看出端倪。

氦氣供應受限

受到氦氣供應短缺的影響,今年夏天,哈佛大學物理學家阿米爾?亞科比和菲利普?金關閉了他們實驗室約一半的項目。

與此同時,加州大學戴維斯分校也報告稱,它的一家氦氣供應商削減了一半的配額,包括用于醫(yī)療用途的配額。

不過話說回來,為何近些年來“氦氣荒”的聲音愈演愈烈?

這得從大背景說起,氦氣在全球分布極不均衡,近 90% 的氦氣資源集中在美國、卡塔爾、俄羅斯、阿爾及利亞等地。

為了應對氦氣的稀缺,美國自上世紀 60 年代建立了一個國家氦儲備庫來儲存氦,目前由美國土地管理局(BLM)管理。

到 20 世紀 70 年代中期,這里就已經儲存了 12 億立方米的氦氣。

然而 1996 年的氦私有化法案要求內政部在 2015 年之前出售所有的氦氣儲備,用來償還 40 億美元的債務,同時讓私營企業(yè)建立新的氦氣來源以滿足需求。

賓夕法尼亞州立大學物理學教授 Moses Chan 稱:

當時美國政府正在以低于市場的價格出售相當于世界市場 40% 的氦。

這在一定程度上阻礙了氦的積極探索。

并且,去年美國土地管理局就已經因為粗氦氣濃縮裝置停產了 4 個月,造成了氦氣供應緊張,今年年初又進行了一次計劃外的維修。

當然也不只美國氦氣供應存在問題,今年年初氦氣的另一大供應國卡塔爾也因設備維修,導致氦氣的供應量減少。

除此之外,俄羅斯也是氦氣的一大來源,位于俄羅斯東部的阿穆爾工廠本來應該提供全球近三分之一的氦氣。

圖源:Amur Gas

它同樣也“命途多舛”,去年 10 月,阿穆爾工廠發(fā)生火災推遲工廠重啟,今年 1 月份,又再次發(fā)生了爆炸和火災。

再加上一些眾所周知的原因,阿穆爾工廠的進出口貿易也會在一定程度上受到限制。

并且疫情對全球供應鏈的影響仍在繼續(xù),短時期內氦氣的供應鏈依舊不容樂觀。

據(jù) peakscientific 消息,我國的氦氣資源占比非常少,僅有 2% 左右,主要依賴進口。國際氦氣市場的供應鏈問題對國內氦氣價格有著很重要的影響,導致其價格一路飆升,一度逼近 600 元 / 立方米。

圖源:peakscientific

目前,美國五大氦供應商中有四家正在對氦氣進行分配供給,優(yōu)先考慮醫(yī)療保健行業(yè),減少氦分配給不太重要的客戶。

參考鏈接:

  • [1]https://www.nbcnews.com/health/health-news/helium-shortage-doctors-are-worried-running-element-threaten-mris-rcna52978

  • [2]https://www.peakscientific.cn/discover/news/helium-shortage/

  • [3]https://phys.org/news/2013-04-probing-helium.html

本文來自微信公眾號:量子位 (ID:QbitAI),作者:Pine

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關鍵詞:氦氣

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