
氦气,这个名字源自希腊语中的“helios”,意为太阳,是一种独特的非可再生资源。1868年,科学家乔治·雷特等人在日食期间首次发现了氦气的存在,开启了对这种神秘气体的探索之旅。随着时间的推移,氦气的重要性愈发显著,特别是在过去的20年里,全球对它的需求急剧上升。2018年,氦气的价格甚至一度飙升超过135%,目前市场价格每公斤介于30至70美元间,氦气也被列入了美国和欧盟的重要矿产清单中。
氦气的用途广泛且关键,涵盖了从工业生产到高科技制造的各个领域。在电弧焊领域,氦气以其惰性和高热传递性,成为铜、铝等高导电性材料焊接时的理想屏蔽气体,有效防止熔融金属氧化和受水分影响。在医疗行业,氦气的重要性不言而喻。MRI扫描仪和核磁共振(NMR)光谱仪中,液态氦的冷却作用至关重要,用于维持超导磁体在极低温度下的稳定运作。此外,氦气还在治疗呼吸系统疾病中发挥作用,特别是在氦氧混合气体(Heliox)的使用上,它帮助哮喘和慢性阻塞性肺病(COPD)患者更好地摄取氧气。
氦气在日常生活中也扮演了不可或缺的角色。从汽车的气囊到派对和游行的气球,再到高科技设备的制造,如含有芯片的电视、电脑、平板电脑、手机和光纤电缆,氦气无处不在。在国防和太空探索领域,氦气同样是关键元素,用于火箭发动机的测试、空对空导弹制导系统、科学气球和监视飞艇等。NASA甚至每年消耗大量氦气用于冷却液态氢和氧,作为火箭的关键燃料。
氦气的这些广泛应用使其成为全球许多国家,尤其是坦桑尼亚的经济发展的关键驱动力。氦气主要储藏在地球深处,特别是在古生代(541至252百万年前)的沉积岩中。这些沉积岩中的氦气主要来源于铀和钍的放射性衰变,通过地壳的断层、裂缝和火成岩的作用,氦气被带到了地表附近。
在全球范围内,氦气主要作为天然气的副产品被提取。例如,在美国德克萨斯州和堪萨斯州,氦气含量在沉积层中可达0.3%至2.7%。美国是目前全球最大的氦气生产国,2022年产量约为26.5亿立方英尺,占全球总产量的55%。其他主要生产国还包括卡塔尔、阿尔及利亚、澳大利亚、俄罗斯和波兰。
坦桑尼亚在全球氦气市场中的地位正日益显著。据了解,全球氦气资源主要分为两类:与天然气相关的氦气资源,以及源自地壳深处放射性元素铀和钍衰变的沉积岩中氦气资源,后者被视为“初级资源”。坦桑尼亚的鲁克瓦湖正是这种初级资源的典型例子,其丰富的氦气沉积层展示了坦桑尼亚在全球氦气市场中的巨大潜力。
这一宝贵资源最初于1956年由英国地质学家托马斯·克莱夫·詹姆斯在当地热泉中发现,氦气浓度高达13-18%,这一发现标志着坦桑尼亚成为全球为数不多的丰富氦气资源国家之一。
在鲁克瓦湖的勘探与开发方面,坦桑尼亚政府已向由牛津大学和杜伦大学领导的国际研究团队授予氦气勘探许可证。该团队与Helium-One和Noble Helium等商业公司合作,共同推进氦气资源的开发。此外,坦桑尼亚还与达累斯萨拉姆大学(UDSM)的地球科学家建立了合作关系,已有三名地球科学家通过参与氦气项目完成了硕士学位。值得一提的是,Ernest Mulaya先生,一名来自达累斯萨拉姆大学的员工,预计将在2024年完成他的氦气地球科学博士学位,成为该领域的领军人物。
关于鲁克瓦湖地区的氦气资源,专家组给出了一个评估,大约为1380亿立方英尺(138 Bcf)。这一数量表明,该地区的氦气资源不仅对坦桑尼亚本身,也对全球市场极为重要。目前全球年氦气需求估计在60至70亿立方英尺(Bcf)之间,中国每年进口约10亿立方英尺,而2022年美国的氦气消费量约为15.2亿立方英尺。
专家指出,鲁克瓦湖地区的氦气资源足以满足全球约20年的需求,这对于包括尼亚萨湖、艾亚西湖、巴兰吉达湖在内的其他坦桑尼亚地区的勘探具有重要意义。
为实现显著的经济增长和减贫目标,坦桑尼亚需要保持至少每年8-10%的经济增长率,并至少维持十年。非可再生资源,如天然气、氦气和现代技术金属,被视为实现这一目标的关键。这些资源不仅为坦桑尼亚的经济发展提供了强有力的支撑,还将为农业、旅游业等其他生产性和服务行业带来巨大的推动力。氦气的开发与利用,特别是在鲁克瓦湖地区的活动,为坦桑尼亚在全球经济中的地位提供了新的提升机遇。
文章转载于《科技日报》,非商业用途,仅作为科普传播素材。如有侵权请系:Jo0729,承诺三天内删除。