氢变氦释放多少能量：人类正在轻率地浪费一种重要的 不可再生的资源

氢变氦释放多少能量：人类正在轻率地浪费一种重要的 不可再生的资源几年后，科学家们用化学的方法处理火成岩，将惰性气体从原子中分离出来，从而在实验室中分离得到氦。很难想象，这个在宇宙中如此常见的元素，在地球上却这样罕见，但只要通过一点点科学的了解，就能直到是为什么。虽然氦是宇宙中含量第二丰富的元素，但在地球表面却极为有限。它位于元素周期表的第二位，由于最初是通过分光镜在太阳上发现的，所以以古希腊太阳神赫利俄斯(Helios)的名字命名。直到1882年，我们才在维苏威火山喷发的熔岩中发现了同样独特的光谱线。当氦在地球上被发现时，它独特的性质便即刻为它提供了无数的科学用途。它比空气轻，所以可以用于浮升甚至悬浮；它不活泼也不易发生反应，所以可以在高温和富氧的环境下使用而不会有爆炸的风险；声音在其中的速度是在空气中的三倍，这就有了声学中的应用。它最重要的性质也许是：在标准大气压和低温条件下，它会液化但不会固化，使其成为粒子加速器、核磁共振成像仪和超导体的终极冷却剂

是什么使得历经了几亿年才创造出来的物质被浪费在了派对气球上？

数亿年来，地球表面下积累着一种自然资源，它在人类社会的一些重要的科学和医学中发挥着关键作用：从核磁共振成像仪到超导电性、到粒子加速器、再到创造地球最强的磁场。没有任何已知的物质可以替代这种资源，这是真正不可替代的。

同样，我们也没有什么方法来合成这种基本元素，我们只有地球地质历史上自然形成的物质。这个资源是什么呢？自然界最轻的惰性气体——氦。但我们却不是因为急需的医疗和科学用途而开采、存储和分配这些资源，而是挥霍在吱吱作响的气球上。这也是为什么要停止浪费的原因。

在美国天然氦储量丰富的地方，形成了一个广阔的氦工厂和管道网络。但如果我们不保护它，未来就注定要生活在一个氦资源贫瘠的国家。而且，需要数亿年地球才能自然地补充它的氦储备。

当氦在地球上被发现时，它独特的性质便即刻为它提供了无数的科学用途。它比空气轻，所以可以用于浮升甚至悬浮；它不活泼也不易发生反应，所以可以在高温和富氧的环境下使用而不会有爆炸的风险；声音在其中的速度是在空气中的三倍，这就有了声学中的应用。

它最重要的性质也许是：在标准大气压和低温条件下，它会液化但不会固化，使其成为粒子加速器、核磁共振成像仪和超导体的终极冷却剂。在足够低的温度下，氦会成为一种超流体：一种非常罕见的没有摩擦和粘性的物质状态。在运动中的超流体没有能量损失，将永远保持运动状态。

氦独特的极低温条件下的液态特性和它的超流体特性，使得它更适用于一系列的科学应用，是其他一系列元素、化合物不可比拟的。超流体的氦是滴落状态的，因为没有摩擦力的阻碍它能沿容器壁向上流动、溢出，这是个自发的过程。

虽然氦是宇宙中含量第二丰富的元素，但在地球表面却极为有限。它位于元素周期表的第二位，由于最初是通过分光镜在太阳上发现的，所以以古希腊太阳神赫利俄斯(Helios)的名字命名。直到1882年，我们才在维苏威火山喷发的熔岩中发现了同样独特的光谱线。

几年后，科学家们用化学的方法处理火成岩，将惰性气体从原子中分离出来，从而在实验室中分离得到氦。很难想象，这个在宇宙中如此常见的元素，在地球上却这样罕见，但只要通过一点点科学的了解，就能直到是为什么。

现代高场强的临床核磁共振扫描仪的磁场强度可以达到3T，这个强度只能通过超导磁体来实现，而液氦是制作超导磁体的必要物。

在太阳系的早期阶段，氦元素非常丰富。气体组成的巨大分子云坍塌、破碎，形成了我们的太阳系和行星，其中大部分由氢(70%)和氦(28%)组成，其他元素只占一小部分。大部分物质被引力吸引到中心，最终形成了太阳，剩下的大部分物质分布在一个原行星盘里。

当行星开始演变成型时，重力将所有的元素包括氢和氦吸引到那些巨大的团块中。由于密度的作用方式，较重的元素下沉地核，较轻的元素则在地壳和大气的顶层盘绕。在气态巨行星上，有足够的质量来容纳氢和氦，但它们在地球上恐怕没有立足之地。

根据原行星盘的图解，行星和星子首先形成，当它们形成时会在盘上产生“间隙”。一旦中央恒星变得足够热，它便开始向周围的原行星系统释放最轻的元素。像木星和土星这样的行星有足够的引力可以留住氢、氦等较轻的元素，但像地球这样质量较低的行星则做不到。

氦气比构成地球大气层的所有气体都轻，所以它会上升到外逸层的最顶端：地球大气最稀薄的地方与真空的交界处。在如此高的海拔的地方，来自阳光或太阳风粒子的强烈反冲足以推动一个氦原子超过它的逃逸速度，使其永远地离开地球。所以尽管地球是由大量氦元素构成的，但在很久以前氦元素就被大量的喷射出去了。目前大气中剩下的氦元素含量只有微不足道的0.00052%。

但相反的是，地球上自然形成氦的地点是在有着最重的元素的地球内部的深处。