隨著高科技產(chǎn)業(yè)的不斷建立和相應(yīng)的技術(shù)發(fā)展，氦等獨(dú)特物質(zhì)越來越多地應(yīng)用于技術(shù)和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，人們對(duì)這種物質(zhì)有了更多的掌握。

氦和液氦

法國科學(xué)家皮亞氦的出現(xiàn)J.C.詹森(PierreJ.C.Janssen)它是100多年前發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)。在1868年的一次日蝕期間，他在研究太陽光譜時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種新的光譜，然后確定了一種新的物質(zhì)元素的存在，并將其命名為“Helium”，中文譯為“氦”。后來的研究發(fā)現(xiàn)，氦是一種奇怪的物理元素，它發(fā)現(xiàn)它促進(jìn)了全球技術(shù)的進(jìn)步。事實(shí)上，天然氦由兩種穩(wěn)定的同位素組成，原子質(zhì)量為3和4，可分別寫氦3和氦4。

空氣中氦含量很低，約為500萬，氦3含量較低，不超過1000萬分之一。雖然氣體汽化技術(shù)可以分離氦，但成本很高，所以不經(jīng)濟(jì)。天然氣中的氦含量遠(yuǎn)高于大氣，因此目前的商品氦是從天然氣中提取的。從天然氣中提取氦3也有很大的技術(shù)水平。直到20世紀(jì)50年代初，我們才使用人工核反應(yīng)技術(shù)獲得更多的氦3，因此非常昂貴。與氦4相比，氦3的含量可以說是微不足道的，所以常見的產(chǎn)品氦和液氦可以被認(rèn)為是氦4。如果沒有特別說明，一般書籍或參考文獻(xiàn)中提到的氦含量很低“氦”，一般指氦4。

氦是一種無色無味的稀有氣體。氦不能與其他已知元素結(jié)合。與其他氣體相比，氦的水溶性最小。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氦的密度為0.01785kg/立方，比例為0.14(氣體=1)單位重量僅次于氫元素(氫密度為0.08988kg/立方)。與其他低溫液體相比，氦蒸發(fā)后獲得的液體氦的正常沸點(diǎn)最小(4).2221K)。對(duì)液氦本身的研究也發(fā)現(xiàn)，它在一定條件下與其他液體有著非常不同的奇特特征，如流通性、超熱導(dǎo)性、氦3和氦4相互滲透時(shí)的吸熱（我們用這個(gè)特性制造稀釋制冷機(jī)1K至毫K溫區(qū)低溫研究工作)等，這里沒有詳細(xì)說明。

近40年來，氦自發(fā)地出現(xiàn)，最終蒸發(fā)并獲得液氦，因?yàn)楹な亲铍y蒸發(fā)的物質(zhì)，其臨界溫度和沸點(diǎn)是所有物質(zhì)中最低的，其節(jié)流轉(zhuǎn)換溫度也很低（約50K)，這說明，要汽化氦，必須先將氦溫降至50K下面，要提高汽化率，還需要將節(jié)流前的溫度降至15K或更低。此外，液氦的汽化潛熱值也是各種低溫液體中最低的，因此氦的汽化工藝對(duì)隔熱、傳熱等技術(shù)條件和材料性能有很高的要求。

經(jīng)過多年的不懈努力，隨著各種技術(shù)和工藝條件的逐步改進(jìn)，荷蘭科學(xué)家卡麥林翁內(nèi)斯(KamerlinghOnnes)氦首先被成功蒸發(fā)。這是繼氧、氮、水、氫等成分之后最終蒸發(fā)的物質(zhì)。其重要意義在于人類在科學(xué)實(shí)踐過程中獲得最接近絕對(duì)零度(0K，-273.15℃)低溫冷源，它是4.2K接近絕對(duì)零溫區(qū)極低溫研究的前提條件。卡麥林翁內(nèi)斯利用液氦低溫標(biāo)準(zhǔn)對(duì)一些材料進(jìn)行了低溫物理研究，并于1911年發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)電性的奇怪情況。從那時(shí)起，低溫物理作為物理的關(guān)鍵支持，發(fā)展迅速。

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