综述
如果你经常留意工业或者科技方面的相关知识，那么你肯定会知道稀土元素。作为化工、电子、冶金、军事等方面应用广泛的一类物质，稀土元素造价高昂，各国各地都在想办法尽可能多地获取稀土元素。
同时，稀土元素也是重要的战略物资。之所以造成这种局面是稀土物质本身在地球上存在稀少，而且其物理、化学性质特殊，能够在复杂恶劣的特定环境下使用。
再加之稀土元素在开采利用方面，其本身为地球诞生留存下来的物质，很多都是不可再生的。一旦稀土元素使用干净后，人类将面临稀土资源危机。稀土元素从发现至今一直都是重要的热议话题，除非人类能够走向宇宙，否则稀土元素在当前世界都将会是人类文明发展的一种潜在威胁。
稀土资源价格高昂
进口氦气
中国经过几十年的发展，如今正在迈向科技强国的道路。但稀土元素一直都是中国工业科技的一处短板，部分稀有元素和稀土金属在国内的存有量都十分短缺。
以氦气来讲，中国基本上所有的工业用氦气都依赖进口，占比更是达到了95%，可以说我国是一个氦气“穷国”。氦气高额的进口成本使得相关产业的发展受到了很大的限制。
在一些高端科技的开发上很容易受到阻碍。同时稀有气体资源的短缺还将进一步拉大各国在尖端科技上的发展。除了我们常见的资源使用外，在未来可以说谁掌握了稀土资源的开发，谁就掌握了话语权。
不过这很大程度上是靠山吃山，由于稀土资源是地球初期留存下来的元素，稀土资源的分布从这个角度来说，谁有多少就只能用多少，无可替代。
中国氦气资源稀缺
氦气
首先我们来说一说，什么是氦气？氦气的主要成分为氦，它是一种无色、无味、无毒，而且无腐蚀性以及不可燃的一种气体。
氦气作为稀有元素周期表上的第一个元素，氦气的沸点是所有元素中最低的。氦在全宇宙的元素质量排名中第二轻，同时也是宇宙中含量第二高的元素，在可观察到的宇宙中，氦气占比24%。
但在地球上，氦气的存在是极其稀少的，最主要的分布地方是天然气井。氦在大气中只占比0.0005%，几乎不能够通过分离空气的方式来提取出氦气。
氦气资源
关于氦的正式发现是在1895年，由瑞典的两位化学家皮特·克利夫和尼尔斯·朗勒特从沥青铀矿中分离出氦。美国在20世纪初发现的大量天然气井中，其中有很多便是氦气天然气井。
大气中存在的氦气主要是由重放射性元素产生，例如钍、铀这类元素天然放射性衰变。不过重放射性元素衰变产生的是氦-4组成的α粒子，元素衰变释放出的氦被大气捕获后很容易就会逃逸到太空中。
除此之外，氦在地球的地质活动中也会有出现。近年来的研究调查发现，火山运动等地壳活动能够释放出透过辐射衰变生成于地球深层的氦气。这种地质活动应该会使得大气中收集氦气的存量会比以往预期得更多。
火山运动也能够产生氦气
氦气作用
氦气早期的发现主要是应用在物理学方面，1908年，荷兰物理学家海克·昂内斯将氦冷却至1开尔文以下，人类首次制作出液态氦。
由于氦的三相点没有平衡，固态氦的制取必须通过加压的方式来获得。氦的超流体发现是在1938年，由苏联物理学家彼得·卡皮查的实验研究获得，他发现氦-4在接近绝对零度时几乎不存在粘度。
而后来美国物理学家也发现在氦-3上加以超低温作用也会出现超流体现象。科学家们的研究使得氦的科学研究朝着一个新的方向发展。
这便是量子物理学中物质的凝聚态，氦元素在物理学上的重要性也使得氦有着非常高的科研价值。不过早期的用氦非常简单，并没有当今使用这么复杂多样，更多的是在工业上和军事上。
液氦
20世纪前叶，由于氦气质量仅次于氢气，而且不可燃烧的性质，在军事飞艇和商用飞艇上有着广泛的应用。低温制成下的液氦又是非常理想的低温剂。
在两战时期，飞艇制造和氦气屏蔽电弧焊接的应用又使得氦气的需求量大幅度上升。后来在美国的曼哈顿计划中，氦质谱仪也是制作原子弹非常关键的一部分。
进入和平时期，氦气市场开始出现消沉的状态，美国为了确保氦气国内市场供应，氦气储备在1950年开始扩大。后来在太空竞赛及冷战期间，氦被应用在氢氧火箭推进剂的冷却液上，同时在其他方面也有广泛应用。
氦可以被用于氢氧火箭推进剂的冷却液上
1965年美国的氦气使用量达到了一个新高峰，氦气是战时消耗的八倍多。到了今天，氦气的使用越来越广泛，在医疗方面，液态氦可用于尖端医疗，如核磁共振设备中的超导磁性线圈冷却。
现代工业还会将氦用于焊接热处理；半导体清洗；分析仪校准；安全气囊填充等等。另外在一些娱乐行业，得益于氦气的特性，氦气还被当作气球的填充气体，用于各种庆典活动。
如果将氦气与氧气进行一定比例的混合，还可以作为潜水员在水下的呼吸用氧，防止水底高压造成的“氮醉”。
核磁共振仪也会到氦
为什么需要大量进口
说了氦气这么多好处和科学应用后，我们回到之前的话题上。氦气如今在我国的使用大部分都依赖进口，主要进口国则是美国。
而前面我们也提到，美国在上世纪初发现了大量的氦气天然气井，这使得美国成为了氦气大国。美国在20世纪20年代以及60年代的两次氦气修正法案，使得美国拥有全球最丰富的氦气储备。
由于氦气储备的维护费用高昂，美国国会在1996年通过新的修正法案决定清空储备，此后在2005年开始抛售大量氦气。氦气的开采基本都在地下，由于含量稀少，因此开采难度非常大。
美国是一个氦气大国
中国的氦气储备极少，必须依赖进口才能满足相关的工业制造和科技研发。同时，国际上的氦气话语权也基本掌握在美国手里。
除了丰富的氦气储备，美国在世界各地都建设了氦气开采工厂。1990年中期时，仅是在阿尔及利亚荷尔泽的工厂就制造出1700万立方米的氦气，如此多的氦气可以供应整个欧洲的氦气需求。
美国透过不断的工厂扩建，氦气的消耗与生产成本不断上升，并在2018年宣布了储备氦气清空。氦气价格经过多次上涨，如今的氦价已是原来的四倍多。
中国很缺少氦资源
且最重要的是，氦价在未来还将继续上涨。资源结构的分配不均以及严峻的国际形势，我国的氦气相关产业很容易受到美国的制约，被“卡脖子”。
制备氦气
我国氦气进口方面除了美国外还有部分欧洲、中东等地区也有相关业务，随着国际形势变化，中国想要在稀土元素上保障自己的安全就必须要有一个稳定的供应渠道。那怎么办？
方法不多，我们就自己搞。氦气在我国虽然分布较少，但还是能够通过多种方法进行提取。
利用氦气特性等材料应用方面，工业提取氦气主要有吸收法、膜渗透、扩散法、低温冷凝技术等。其中低温冷凝技术是目前使用较多的方法，主要工序为气源预处理净化、粗氦提取以及氦气精制。
氦气制备原理
就在去年，我国在宁夏盐池建设完成了第一座可商业化氦气制造厂。该厂由中科院理化研究和中能北汽合作建设，在未来不仅会进行氦气提取，还将进行相关的技术研究。
对比我国每年数千吨的氦气使用，盐池的氦气工厂每年只能通过天然气提取出20吨左右的氦气，但由于工厂建设成本相对较低。
而且所有设备技术制造都能自主研发。这意味着在未来能够投入大规模的工厂建设中，有望在10年内完成氦气自主供应。
中国也在积极建造氦气制造厂
氦气危机
氦气市场由于供应链短缺，中美关系紧张，即便中东、欧洲等地区有氦气生产，但美国仍是氦气主要国。在未来，氦气的使用可能会变得更加紧张。
如今氦气的大量开采，已经让全球氦气总量变得越来越稀少，元素衰变释放在大气中的氦气要想进行收集成本又十分高昂。
作为一种不可再生资源，氦气在未来会变得尤为重要。一旦地球上的氦气开采完毕后，人类便无法生产更多的氦气，现有的科技手段使得氦气生产非常昂贵。
氦气能源不可再生
在工业和医疗上，如果氦气用完，至少还能有其他较好的冷却剂和惰性气体使用。但在科学界，如今尖端的物理研究，如量子力学等许多科学实验必须使用液氦才能观察量子力学现象，而且没有替代方案。
对于氦气的稀缺你可能会想到月球，确实，月球上存在大量的氦-3。但是从目前人类现有的科技水平和手段来看，从月球上开采氦元素无疑是不现实的。
其所消耗的人力、物力是巨额的，很难实现经济效益。就目前而言，人类应该更加合理的开采使用氦气。
月球上存在大量的氦-3
像美国这样的氦气大国应该有一个合理化的开采、储存政策，并且通过政府来迫使相关矿业进行更改，以此维持一个合理的市场价格。
这样可以让氦气的供应更加稳定。另外在氦气的使用方面，应该停止将氦气作为普通气体来填充至气球中。
各种相关的氦气设备使用中，如大型强子对撞机、核磁共振仪在氦气使用上可以通过回收循环系统将氦气损失降至最低。
氦气能源不可再生
结语
中国的氦气资源很长一段时间来都需要通过美国来进口大量的氦气，如今这样被人“卡脖子”的局面在未来会随着相关工业建设而逐渐消失。
针对于目前氦气市场的变化，我们需要有着一个充足的准备，以此应对未来可能发生的氦气危机。作为地球上极其稀缺的元素之一，氦气的重要性无疑与人类科技文明进步的发展挂钩。
人们应当仔细思考这其中的重要性，同时保护有限的氦气资源。希望在未来，人们能够寻找到新的技术手段和开发地来改变当前氦气使用的窘境。
氦气能源不可再生