Pine 发自 凹非寺
量子位 | 公众号 QbitAI

全球氦气短缺？！

已经波及到了医院的核磁共振，甚至有些科研项目都因此被迫关闭。

看到这里可能会有朋友发出疑问：

氦气和核磁共振、科研项目之间还有这种关系？

没错！以往提到氦气，大家脑袋里蹦出来的第一个东西可能就是：氦气球。

不过，它还有着一个在专业领域无可替代的作用：提供低温。

△图源：nbcnews

制造低温环境

液化后的氦沸点为零下268.9摄氏度。

在医疗领域中，最常用到氦气这个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图像，使医生能够看到器官、骨骼和组织的细节。

在成像的过程中，利用磁场和无线电波来观察人体内部，期间要保证磁流超导，而这只能在极低的温度下实现。

于是氦气的用武之地便来了，将氦气泵入到核磁共振磁铁中，使得电流可以无阻地进行传输。

除了在核磁共振领域氦气有着无可替代的作用，在实验室中，它也必不可少。

液氦的低沸点为低温物理提供了可能，它提供了超低温冷却技术，可以应用在超导技术等研究领域。

1908年，荷兰莱顿大学的物理学家海克·卡末林·昂内斯液化了氦气，创下低温记录最低，也因此获得了1913年的诺贝尔物理学奖。

期间，昂内斯在用液氦冷却汞时，发现电阻突然骤降到接近零欧姆，也就是超导现象，

此外，它还是唯一一个能在绝对零度时保持液体状态的物质。

总之，氦气因为它独有的特性使得其在医疗、科研领域有着不可撼动的作用。

这同时也意味着，一旦氦供应出了岔子，这些领域也一定会受到影响，从近来氦气市场上也能看出端倪。

氦气供应受限

受到氦气供应短缺的影响，今年夏天，哈佛大学物理学家阿米尔·亚科比和菲利普·金关闭了他们实验室约一半的项目。

与此同时，加州大学戴维斯分校也报告称，它的一家氦气供应商削减了一半的配额，包括用于医疗用途的配额。

不过话说回来，为何近些年来“氦气荒”的声音愈演愈烈？

这得从大背景说起，氦气在全球分布极不均衡，近90%的氦气资源集中在美国、卡塔尔、俄罗斯、阿尔及利亚等地。

为了应对氦气的稀缺，美国自上世纪60年代建立了一个国家氦储备库来储存氦，目前由美国土地管理局（BLM）管理。

到20世纪70年代中期，这里就已经储存了12亿立方米的天然气。

然而1996年的氦私有化法案要求内政部在2015年之前出售所有的氦气储备，用来偿还40亿美元的债务，同时让私营企业建立新的氦气来源以满足需求。

宾夕法尼亚州立大学物理学教授Moses Chan称：

当时美国政府正在以低于市场的价格出售相当于世界市场40%的氦。
这在一定程度上阻碍了氦的积极探索。

并且，去年美国土地管理局就已经因为粗氦气浓缩装置停产了4个月，造成了氦气供应紧张，今年年初又进行了一次计划外的维修。

当然也不只美国氦气供应存在问题，今年年初氦气的另一大供应国卡塔尔也因设备维修，导致氦气的供应量减少。

除此之外，俄罗斯也是氦气的一大来源，位于俄罗斯东部的阿穆尔工厂本来应该提供全球近三分之一的氦气。

△图源：Amur Gas

它同样也“命途多舛”，去年10月，阿穆尔工厂发生火灾推迟工厂重启，今年1月份，又再次发生了爆炸和火灾。

再加上一些众所周知的原因，阿穆尔工厂的进出口贸易也会在一定程度上受到限制。

并且疫情对全球供应链的影响仍在继续，短时期内氦气的供应链依旧不容乐观。

据peakscientific消息，我国的氦气资源占比非常少，仅有2%左右，主要依赖进口。国际氦气市场的供应链问题对国内氦气价格有着很重要的影响，导致其价格一路飙升，一度逼近600元/立方米。

△图源：peakscientific

目前，美国五大氦供应商中有四家正在对氦气进行分配供给，优先考虑医疗保健行业，减少氦分配给不太重要的客户。

参考链接：
[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