氦气在国防工业中的应用
1、在向火箭、航天器、液体燃料导弹等加油之前,应使用氦清洗加压液氢罐和管道系统,因为任何其他惰性气体,如氮气或氩气,在低温下冻结并与液氢混合,从而堵塞管道和阀门。氦是唯一一种液化温度远低于氢的惰性物质,在这种应用中不能取代氦。
2、第四代反应器设计为在最高温度790°C下使用气体制冷剂。在此温度下,只有氦(4He)具有必要的化学稳定性、惯性、高传热速率、低动态压力损失和低中子截面。在这方面,氦是不可替代的,将是未来氦需求增长的主要驱动力。
3、氦在航空航天冶金领域也是不可或缺的。为防止金属在焊接和熔化过程中与大气中的氧气和氮气发生反应,应使用惰性气体对金属进行保护。在合金制造中,氦气和其他气体的混合物可以作为等离子弧装置的工作介质,产生50000 K以上的等离子射流,切割金属,喷射和插入耐火合金。
4、氦的另一个重要应用是氦的3He同位素可以用作核燃料。3He能和氢同位素氘可以通过核聚变反应,产生巨大的能量。与前两代核聚变相比,这种聚变反应具有无中子、易于控制、环保和安全等优点。
因此,它被科学家认为是一种高效、清洁、安全、廉价的核聚变发电燃料。虽然地球上的氦同位素主要是4He,但对月球土壤的初步研究表明,在月球地壳表面发现了数以百万吨计的3He,足以供地球使用数万年。目前,世界各地的科学家正在对地球和月球上3He的储量、提取、纯化、运输和环境保护进行研究。或许在不久的将来,3He将成为一种新的可用的传统能源。
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