及時雨解除供給困境,坦尚尼亞東非大裂谷發現大量氦蘊藏

作者 | 發布日期 2016 年 07 月 05 日 16:07 | 分類 尖端科技 , 能源科技 , 航太科技 follow us in feedly
下載自shutterstock

氦氣在許多尖端設備中不可或缺,如液態氦用來冷卻人造衛星設備,火箭引擎也一樣用液態氦做為冷卻劑,氦並用來清洗火箭引擎,醫院裡核磁共振儀(MRI)的大型超導電磁也靠液態氦冷卻,以及焊接與其他工業作業的保護氣,還用來填充如 Google 的高空氣球,但是氦氣的蘊藏卻不充裕。



氦在整個宇宙中極為充沛,但是在地球上不好找,一找到氦氣,一不小心就會飄走,最終脫離地球大氣,因此氦氣在大氣層中濃度極低,只有 5.2 萬分之一。

要開採氦氣,往往是地層中放射性物質,如鈾或釷,進行 α 衰變時,附近剛好有天然氣田,α 衰變產生的氦氣溢入天然氣之中,有時可高達 7%,因而可隨天然氣開採,才有經濟上的開採價值,以美國而言,天然氣中氦含量約達 1%,德州阿馬里洛天然氣田的氦氣濃度高達 1.9%,美國在氦蘊藏上可說得天獨厚,其他國家的天然氣田都沒有這樣高濃度的氦氣,全球有 8 成氦氣蘊藏都在美國,且美國生產全球 75% 的氦。

然而,美國的氦蘊藏正快速枯竭中,2014 年底美國可開採的氦蘊藏估計有 100~120 億立方英尺,但在每年生產 20 億立方英尺下,只要 5~6 年就會開採淨盡,若開採降低至每年 10 億立方英尺,也只能撐到 2018~2020 年,由於氦在超導工業、航太工業、軍武科技上的重要性,一旦氦蘊藏枯竭,優先應用於國防領域之下,小規模科學研究用途,以及如核磁共振等醫療應用將會受到嚴重影響。

核磁共振儀的主要製造商之一奇異(GE)表示,其內部的超導電磁製造過程需要 1 萬公升液態氦,其中 2,000 公升將密封於超導磁鐵旁的循環系統中,並需要定時補充,要是缺乏氦,往後要照個 MRI 恐怕將會越來越困難。而也還不用等到蘊藏用盡,當蘊藏逐漸減少,氦的價格就會直線飆升,預估若蘊藏以現況萎縮,未來 15 年內氦價會大漲 500 倍。

所幸救星出現,坦尚尼亞的東非大裂谷發現大氦氣田,蘊藏量高達 540 億立方英尺,可填滿 100 萬台核磁共振儀,相關學者專家大為興奮,表示這個發現對用氦產業生態有極大影響,而且更棒的一點是,未來在東非大裂谷還可能會有更多這樣的發現。

這是因為在東非大裂谷,火山活動逼出藏在古老岩石中的氦,困在較淺層的天然氣田之中。有了東非大裂谷這些新發現蘊藏的及時雨,看來我們暫時不用擔心會沒有辦法照 MRI,或是某些科學實驗得被迫停止了。

(首圖來源:shutterstock) 

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