[科普中国]-氦气

氦气，稀有气体元素的一种，英文名为Helium，元素符号为He，原子序数2。1无色无味的惰性气体，化学性质不活泼，一般状态下很难和其它物质发生反应。2

历史沿革氦气是仅次于氢气的宇宙中含量第二的元素，占星系星体大约24%的质量。天文学家让森（Pierre Jules cesar Janssen）和洛克耶（Joseph Norman Lockyer）在1868年观察到一条太阳光中的未知特征谱线而发现的。但是一直到1895年，英国化学家拉姆齐（William Ramsay）爵士才在一个富含铀的放射性矿脉中发现地球上也有氦。1903年，美国的天然气油田中发现了大量的氦。4

理化性质常温下，氦气是一种极轻的无色、无臭、无味的单原子气体。是所有气体中最难液化的，是不能在标准大气压下固化的物质。液化后温度降至2.174K时，具有表面张力很小、导热性很强、黏度极低等特殊性质。利用液态氦可以得到接近绝对零度的低温。1

化学性能稳定，进行低压放电时显深黄色。一般不生成化合物，在低压放电管中受激发可形成He2+、HeH等离子及分子。一般状态下很难和其他物质发生反应，在特定条件下和某些金属可形成化合物。5液态氦在温度下降至2.18K时，性质会发生突变，黏度极小，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，成为导热性能极佳的热导体，其比热容、表面张力、压缩性都是反常的。这种异常的液体叫做液氦Ⅱ，正常的液态氦叫做液氦Ⅰ。2

制备方法1、冷凝法：天然气提氦在工业上采用冷凝法，该法工艺包括天然气的预处理净化、粗氦制取及氦的精制等工序，制得99.99%的纯氦气。5

天然气——净化——粗氦——精制——氦气5

2、空分法：一般采用分凝法，从空气装置中提取粗氦、氖混合气,由粗氦、氖混合气制纯氦、氖混合气,经分离及纯化，制得9.99%的纯氦气。5

空气——空分——粗氦、氦气——纯氦、氖气——分离——纯化——纯氦气5

3、氢液化法：工业上采用氢液化法从合成氨尾气中提氦。该法工艺是低温吸附清除氮、精馏得到粗氦，加氧催化除氢及氦的纯化，制得99.99%的纯氦气。5

原料气——除氮——精馏——除氢——纯化——氦气5

4、高纯氦制法：将99.99%的纯氦进一步用活性炭吸附纯化制得99.999%的高纯氦气。5

主要用途1、氦气可作为火箭液体燃料的压送剂和增压剂，大量用于导弹、宇宙飞船和超音速飞机上。1

2、氦用作冶炼及焊接时的保护气体，这在造船以及飞机、宇宙飞船、火箭和武器的制造等方面非常重要。1

3、氦气有优良的渗透性，3用于核反应堆的冷却，火箭和核反应堆的一些管道及电子和电气装置等的检漏。1

4、氦气是具有理想气体的气体，是极低温度下蒸气压温度计的理想用气。3

5、氦气的密度低，且不易燃，可用来填充灯泡、霓虹灯管，也是理想的气球及飞艇用气。2

6、液体氦可获得接近绝对温度（-273℃）的低温，用于制造超导设备。3

7、氦气惰性气体的一种，在血液中的溶解度较氮气低，因而其麻醉性低于氮气，所以常将氦气与氧气混合，作为潜水员的呼吸用气体。2

包装与贮运1、包装

氦气一般用高压钢瓶包装，钢瓶颜色为灰色，标绿色“氦”字，气态氦的充装应按照国标GB14194进行，中国包装贮运危险性分类：第2.2类不燃气体，中国危险货物包装标志：5。6

2、贮运

氦气无腐蚀性，常温下可使用任何通用材料贮存，低温下主要采用铜、铝和不锈钢材质。可用气态和液态方式贮存，气瓶应贮存于阴凉、通风的仓库内，温度不宜超过30℃，远离火种和热源，防止阳光直射，应与易燃易爆、可燃物分开存放。6

氦气可用管道输送也可用运输式罐装容器直接输送，其罐装容器为1L~30m3。液氦在工业上使用液氦运输贮槽或固定贮罐来运输和长期贮存，其容积一般100~500L。6

氦气应在通风良好、安全且不受天气影响的地方直立存储，存储温度不可高于52℃。存储区域内不应有可燃性材料并远离频繁出入处和紧急出口，没有盐或其他腐蚀性材料存在。对于还未使用的气瓶应保护好阀盖和输出阀的密封完好，将空瓶与满瓶分开存放。避免过量存储和存储时间过长，保持良好的存储记录。6

注意事项氦气在使用过程中应采取先进先出原则，用合适的手推车来移动容器，不能拉、滚动或滑动钢瓶，不要试图抓住气瓶的盖子来拎起它；应保证气瓶在使用的全过程中为固定状态，用一个减压调节阀或独立的控制阀安全地从气瓶内释放气体，单向阀来防止倒流；不要加热气瓶以使压力和排出量加大，如果使用者在操作气瓶阀时有困难，需停止使用；应使用可调节的带扳手来打开过紧或生锈的阀盖，不可将工具（如扳手，螺丝刀，撬棍等）插入阀盖内，否则会损坏阀并引起泄漏；氦气与所有的普通材料都是相容的，管线和设备的设计要满足压力的需要。6

危害氦气是无毒的，但它可以通过置换空气中的氧而造成窒息危险。较长时间吸入含氧