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低溫神器-液氦

發(fā)布時(shí)間:2017-06-30

氦氣液化后得到的液氦,與其他的低溫液體相比,它的正常沸點(diǎn)*低,為4.2221K(約-269℃)。問(wèn)題來(lái)了,那么氦氣是從哪里來(lái)的呢?目前美國(guó)是氦氣儲(chǔ)量*大的國(guó)家,得到氦氣的辦法就是靠鉆天然氣,然后把氦氣從天然氣中分離出來(lái)。氦氣的液化并不是那么簡(jiǎn)單。氦氣是*難液化的物質(zhì),很多科學(xué)家付出頗多努力*后都無(wú)功而返。要將氦氣液化,首先要將氦氣溫度降至50K(-223℃)以下,如果要提高液化率,溫度就得達(dá)到15K(-258℃),可想而知氦氣的液化是一個(gè)艱辛的過(guò)程,如此苛刻的條件使得氦氣是繼氧、氮、氫等物質(zhì)之后*后被液化的物質(zhì)。

       古人云,先難后獲。由于液氦具有極低的臨界溫度,因此液氦是科研中制造超低溫的“神器”。某些材料在特定溫度下,會(huì)出現(xiàn)電阻為零的現(xiàn)象,這些材料被稱(chēng)為超導(dǎo)體。但是,特定的溫度往往是低溫,因此需要液氫、液氮、液氦等低溫液體制造的低溫環(huán)境,而在這三種液體中,液氦的溫度*低,這就意味著如果不考慮成本、實(shí)驗(yàn)條件等因素,液氦是這三種液體中*理想的,而且也能找到更多的超導(dǎo)材料。在超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用中,液氦也發(fā)揮了很大的作用。核磁共振成像儀和波譜儀、超導(dǎo)磁體中得超導(dǎo)線圈的低溫冷源往往都會(huì)用到液氦。

       如此科研“神器”注定了它盡管高冷“難追”,但是扔舊有無(wú)數(shù)人前赴后繼地奉獻(xiàn)自我去“搞定”它。終于,卡末林-翁納斯于1908年獲得了世界上**滴液氦,并于1911年用液氦冷卻汞,發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)幾十年的技術(shù)完善,液氦技術(shù)已經(jīng)非常完善了。

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