氦资源

氦资源是一个术语，外文名Helium resources，指的是用作清洁燃料的不可再生资源。氦是一种用途广泛的不可再生资源，美国宇航局用氦气清洁火箭燃料，液态氦常常被用来冷却核反应堆和太空望远镜。氦还是核磁共振成像扫描仪的一种重要成分，被用作该仪器的冷却剂。

主要用途

氦目前的最重要的用途是低温领域，比如众多物理前沿课题涉及极低温度下物质的性质；粒子物理的实验也需要大量的超导装置；对大众来说，液氦也很重要，比如医院的核磁共振成像设备。现在美国在严格控制氦的出口。

未来我们可以从月球上采集氦元素，及时不是用于核聚变发电，也可以用于前面所述的诸领域，不过成本肯定会很高

资源状况

纽约康奈尔大学物理学教授、诺贝尔奖得主罗伯特·理查森告诉《新科学家》杂志说，氦储备一旦用尽，将没有什么可以替代它。他说：“目前还没有可以合成氦的化学方法。地球的这一馈赠是在岩石的放射性衰变过程中形成的。现在从空气里获得氦还不具备商业开发价值，因此我们只能依靠从岩石里提取。但是氦一旦被消耗完，我们只有从空气里才能获取它，届时它的成本将是目前的1万倍。”

氦在岩石的缓慢的放射性衰变过程中形成的，几乎我们的所有氦储备都是从天然气中提取的一种副产品。获得更多氦的唯一方法，是从氚(一种放射性氢同位素，美国从1988年开始停止生产这一元素)衰变过程中获取。

然而理查森表示，低价氦意味着它将被“浪费掉”，而不是被当作一种珍贵资源加以利用。解决这个问题的唯一办法，就是将氦资源完全市场化。他表示，这将意味着，随着氦资源的价格不断上涨，未来儿童派对上的一个氦气球将价值100美元。

储存状况

据美国政府有关部门统计，美国氦资源储藏量估计为111亿立方米，其中Cliffside Field贮藏9.7亿立方米，富氦天然气60亿立方米(0.3%氦或以上)，贫氦天然气41亿立方米(小于0.3%氦)。美国2000年国内氦耗量达9500万立方米，其中低温应用上消耗24%(主要用于核磁共振成像仪上)，加压/吹除上消耗20%，焊接上消耗18%，控制气氛上消耗16%，检漏上消耗6%，呼吸用混合气上消耗3%，其它应用上消耗13%。

美国政府有关部门透露，2000年私营企业A级氦(99.95%或以上)的估计产值达2.15亿美元。按美国政府定价每千立方英尺售价为49.50美元，而自由市场的价格每千立方英尺价格在42美元至50美元之间。

不包括美国，世界氦储量估计为150立方米左右，其中前苏联70亿立方米，阿尔及利亚20亿立方米，加拿大20亿立方米，中国10亿立方米，波兰3亿立方米。

法律法规

美国在1996年通过的一项法规，要求世界上最大的氦储存库(位于德克萨斯州的一座被废弃的机场里)必须在2015年全部出售，将补偿修建这座设施的投资。这就意味着地球的氦储备将以惊人的速度被消耗一空，因为价格太低，人们根本不会对它进行再循环利用。

实验室“断粮”

物理所的液氦主要来源于兄弟院所——中科院理化所。

理化所研究员刘立强说：“所里的氦液化器每两天工作一次，每次工作8个小时，一个星期大概能出1000升液氦。”但是，近几天所里的氦液化器出现了故障。据刘立强 介绍，上世纪80年代，该所氦液化器产出的液氦能够供应整个华北地区，但现在，80% 的液氦都要先满足物理所的实验需要。为了应对这个随时可能“罢工”的仪器，物理所在2008年耗资六七十万元人民币买 了自己的氦液化器。物理所一位实验人员告诉《科学新闻》：“要等到明年（2010）初，液化器才能真正投入使用，即便是这样也只能够自给自足。”

在中科院，像物理所这样拥有国家超导重点实验室的液氦消耗“大户”并不唯一，经历过“断粮”之苦的电工所中科院应用超导重点实验室的科研人员对此深有体会。为 了研究带材的超导性能和维持超导磁体运行，液氦必不可少，而与物理所不同，电工所 的液氦是直接从国内的液氦分销商手中购买，通常来说，这比从中科院其他研究所购买要便宜。

但就在2007年下半年，超导实验室的超导实验停了长达两个多月。彼时由于美国将 氦资源列为战略储备资源而限制粗氦产量，美国国内液氦设备大规模停产，这不仅导致 了美国自身在日本长岛军事基地的需氦设备被迫关闭，而且累及到中国的液氦进口，液氦的价格更是一度飙升到300元/升。

医院面临问题

回忆起2007年下半年的液氦断货情形，一家液氦供应商的负责人王国强记忆犹 新：“不断有人打听什么时候能买到液氦。每天都要向顾客解释不是为了抬价，确实是 美国那边没有液氦运过来了。”

更严重的是，液氦的最大消费群体还不在科研机构，而是在医院的核磁共振设备。中科院电工所的李晓航副研究员介绍说： “现在医院的核磁共振成像仪的核心大都是超导磁体，只有在液氦的低温下才能稳定运行从而产生稳定的磁场，这样才能保证高分辨率的成像。”

液氦供应商王国强也证实了这个观点。他表示，越是精密的低温超导成像设备往往消耗的液氦越多：“北京天坛医院的脑磁图仪每星期都要注两次液氦，用量达上百升。”核磁共振成像仪的诸多优点让其成为医院不可或缺的诊断工具，然而在2007年，由于“伴侣商品”液氦的短缺，一些医院不得不让它们停止运行。

汽车加了汽油马上就可以重新上路，但“医院的核磁共振成像设备一旦停下来，再启动就不是件很容易的事”。李晓航说，“首先要注入几十升的液氦预冷设备，而且很有可能需要重新匀场，超导磁体退磁后重新充磁也要10到15天。等到设备完全正常差不多要等一个月。”

解除氦危机

对于美国这样的“富氦”国家，在相当长的一段时期内似乎不需要考虑“氦资源危机”的问题，但事实上不管是科研工作者还是医疗工作者都在考虑如何面对这一危机。最直接的办法就是节流。王国强告诉《科学新闻》：“现在医院的核磁共振仪很多自身带有密闭性很好、防止蒸发的液氦装置，大大减少了液氦的需求量……先前的一些耗费液氦量大的仪器已经逐渐被淘汰。”

更多的科学家尝试用其他的制冷方式来代替液氦制冷。刘立强便是其中的一位，他希望用无液氦的制冷机来达到超导磁体的工作温度。“相对于液氦制冷，制冷机的氦需求量很低（用作制冷机的制冷气体），制冷机主要通过冷桥与磁体相连，采用的是热传导的制冷方式，而液氦主要是将磁体浸泡其中，对流制冷起很大作用。”刘立强说。

然而这种方法目前还没有真正用于医用核磁共振仪。有专家表示，液氦制冷的优势现在比较明显：制冷效果稳定，对于成像要求条件苛刻的医用设备，这点很重要。制冷机的稳定性不如液氦，容易受到扰动影响，这对精确成像是不利的。但他也表示，随着技术的进一步发展、成熟，制冷机代替液氦制冷也并非不可能。