氮气气球 (氮气气球安全吗)

氮气气球 氮气气球飘得起来吗

关于气球大家都不会陌生，日常生活中气球也很常见，游乐园和路边小商贩手里经常会见到，在一些活动场所，大家会选择释放气球的方式进行庆祝，五颜六色气球会代表放飞自我和无拘无束的精神。

气球最重要的就是让它飘起来，想要气球飞走或飘起来，首先要了解元素周期表，地球的空气主要以78%氮气和21%的氧气，再加上其他的气体组成，通过分析元素周期表会发现能让气球飘起来的气体只有氢气和氦气。

氢气获取简单，价格也便宜，只需要水就能提取到大量的氢气，所以在很久之前，人们在给气球充气时，选择使用的是比空气轻的氢气，但是氢气球并不安全。

气球受到摩擦后，表面会产生静电，静电可能会造成气球的爆炸，氢气发生爆炸后，非常容易燃烧，所以一旦爆炸，氢气所带来的伤害极大。

为了提高安全，还要保证气球能飘起来，所以气球中的气体逐渐变成了氦气，然而一场可怕的氦气球灾难，让氦气球被全世界“禁放”，所以到底发生了什么事情，才会出现这样的状况呢？

为什么要放飞140万只氦气球

首先要从吉尼斯世界纪录说起，在吉尼斯世界纪录中有许多奇怪的纪录，近些年来不少人为了博眼球，甚至是为了挖掘商业价值，会选择去申请一些比较特殊的纪录，比如1986年美国所申请的，放飞最多气球的吉尼斯世界纪录。

1986年，在美国俄亥俄州第二大城市克利夫兰，一家慈善机构为了给贫困家庭和贫困儿童募集捐款，他们决定申请一项吉尼斯世界纪录，从而引发更多的关注。

慈善负责人经过仔细的研究，最后发现氦气球在当时的美国极受欢迎，并且氦气球的价格相对便宜，所以在他们的决定下，准备用氦气球举办气球节。

在气球节现场，他们把气球以一美元的价格卖给参加活动的人，卖气球所获得的所有资金，全部作为慈善款项捐给贫困家庭和贫困儿童。

为了确保吉尼斯世界纪录能够申请成功，也是为了获得更多的捐款，在2500名志愿者的努力下，最终他们制造出来了140万只氦气球，并选择了合适的公共场所开始了气球节活动。

为了进一步给他们这次气球节造势，这家慈善组织建议将卖出的气球安置在同一地点放飞，以此来申请单次放飞气球最多的吉尼斯世界纪录。

经过活动方的大力宣传，再加上要创造新的世界纪录，气球节的活动一时间在美国引起了广泛的响应，不仅克里兰夫当地人参与到了募捐活动中，甚至连其他地方的美国人民也都慕名而来。

活动方将制造好的140万只氦气球放在了网兜中，装满氦气球的网兜有三层楼高，看上去黑压压的一片，将整个广场彻底遮盖，这些气球吸引了无数人的围观，所有人都在期盼着气球释放时的震撼时刻。

不管是参加活动的人还是举办方，在他们心里只要把这些气球全部释放，创造新的吉尼斯世界纪录简直轻而易举，甚至在未来很长一段时间也很难去打破这项纪录。

所有人心里想的都是美好的，在他们眼里，氦气球飞到一定高度后，就会爆炸和掉落对地上并不会有很大的影响，然而事实上他们的想法错了。

在经过一段时间等待后，所有人翘首以盼的历史性时刻终于到来，随着主持人的倒计时网都缓缓撤下，140万只氦气球全部释放密密麻麻的气球，像乌云一样朝空中飘去，地上的人们发出了欢呼声。

放飞140万只氦气球所带来的灾难

可惜天有不测风云，氦气球在放飞后不久俄亥俄州便下起了暴雨，氦气球在冷空气和雨水的接触下提前落到了地面，在短时间内140万只氦气球，像雨滴一样落下。

由于气球数量庞大，无数的气球落在了湖面公路上面，甚至还有部分气球落到了当地的机场，直接导致当地和周围城市的交通瘫痪。

根据当时的报道，显示有两名渔民原本在湖上捕鱼，随着无数氦气球的落下，导致他们两人在失去了方向，湖面全是气球，搜救人员无法找到渔民的踪迹，等找到他们时，这两名渔民已经去世了。

原本马路上正常行驶的车辆为了躲避天上降下的氦气球，发生了多起交通事故。

不仅如此，俄亥俄州东北部的道路和水道全部被氦气球堵塞，甚至连港口和机场都被气球所覆盖，无法正常运行。

气球的降落不仅造成了地面交通的瘫痪，还对自然带来了严重的灾难，因为气球是不可降解的，不少气球都落到了动物们的栖息地。

面对突如其来的氦气球，动物们受到了严重的惊吓，并且产生了永久性的伤害，栖息地的动物纷纷撤离，很长一段时间，当地原本聚集动物的地方，只有孤零零的植物，对当地的生态环境造成了极其严重的破坏。

最终慈善组织赔偿了350万美元，远远超出他们气球节的收入。

最后这次的放飞气球活动仍然被列入了吉尼斯世界纪录中，所带来的代价却是极为严重的，甚至一度成为了吉尼斯世界纪录上的黑历史。

为什么要禁用氦气球？

禁用氦气球，最直接的原因就是害怕别有用心的人，担心他们学这家慈善组织放飞气球，一次释放少量的氦气球并不会造成影响，但是吉尼斯世界纪录所带来的利润是巨大的。

一旦有人想要打破这项纪录，那么所带来的后果是极其严重的，另外最重要的一点原因就是，氦这个元素快消失了。

氦在元素周期表上排第二在宇宙中的储存量仅次于氢，宇宙大爆炸的时候就诞生了两种元素，按照数量计算分别是92%的氢和8%的氦，所以宇宙中能看到的物质大多都是氢和氦在恒星核心的聚变，所以说宇宙中并不缺少氦。

仅仅在太阳系中就有不少星球，含有大量的氦气，比如太阳本身，还有木星的大气中有10%的氦元素，所以在木星上氦气并不担心被用完。

可是地球的大气仅有木星的1/1300，地球大气层中氦元素的浓度也只有5.2ppm，这个比例的氦气低到无法被利用，另外氦气跟氢气一样，重量很轻，大气层中的氦气也是在最高层。

在高能粒子的影响下，这些氦气甚至都会朝着宇宙逃离，真正留在大气中的氦少之又少。

然而氢气却不用担心，因为水是氢和氧组成，只要通过电解水就能得到氢气和氧气，但是氦是一种惰性气体，几乎不和其他物质发生任何反应。

那么问题来了，地球上的氦又是从哪里来的呢？

首先目前为止人类还没有掌握成熟的核聚变技术，因此无法通过人工手段创造氦元素，目前所使用的氦气都是从地底下开发出来的，用完就没有了，并且数量十分稀少。

氦还有一种产生方式，那就是放射性元素衰变可以产生，比如铀-238或者是钍-232，这两种元素在衰变过程中会释放出α粒子，这个所谓的α粒子就是两个质子加两个中子组成的氦-4原子核。

它只要捕获两个电子后就是一个完整的氦原子，也就是我们所需要的氦气。

地球内核有大量的放射性元素在衰变过程中会释放出大量的热，这也是地球高温的重要来源，而其中的α衰变会释放氦，这也是地球上氦的唯一来源。

经过一系列反应所产生的氦气会混入到天然气中，在人类开采天然气的过程中，可以将天然气里的氦分离出来制造氦气。

这种时候就会有人好奇，既然地球内核有那么多大量放射性元素，为什么氦元素还这么少？

其实原因很简单，因为放射性元素的半衰期要花费很长的时间，比如铀-238的半衰期在45亿年左右，钍-232的半衰期在140亿年左右，自从地球诞生以来，也不过45亿年，当氦用完后，等着地球产生氦，将会是很漫长的岁月。

另外还有一个重要的原因，放射性元素在衰变的过程中并不仅仅是产生氦气，还会夹杂着其他气体和元素的产生，所以氦气的产生效率极低。

一块铀-348在瓶子里密封放上数年也检测不到多少氦元素，大约一千克铀矿物衰变一年，才能得到大约0.1立方毫米的氦，这个小气泡只有0.00000002克，一吨铀每年也只能产生0.00002克的氦气，所以地球上的氦会越来越少。

氦气用途和美国的氦矿

1903年，美国在堪萨斯州的德克斯特镇区，发现了一个不会燃烧的天然气间歇泉，经过美国地质学家的分析，这种气体含有72%的氮，15%的甲烷，1%的氢和12%的不明气体，经过详细分析后发现12%的不明气体中有1.84%的氦。

听起来这个比例的氦极少，但是放眼全世界已经是最大的氦气产生地，这也让美国成为了世界上最重要的氦气供应商。

在当时的美国氦气并没有太过于重视，再加上美国发现的这块天然气泉，让美国人有恃无恐，才会浪费大量的氦气去制造140万只氦气球。

氦气在一战和二战时期仅仅是作为战略物资使用，因为使用氢气所填充的热气球和飞艇容易发生爆炸，造成人员伤亡，而氦气填充的气球和飞艇并不会发生爆炸。

直到后来人们才逐渐发现了氦气的作用，比如医院里用来检查身体的核磁共振设备，核磁共振设备需要利用低温超导，而低温超导所使用的就是液氦冷却。

另外现代大型的加速器设备也少不了液氦的帮助，比如欧洲的大型强子对撞机使用一次就需要60吨的液氦进行冷却，而这60吨的液氦已经是全球的1%。

欧洲的强子对撞机长度是27千米，而我国准备打造100千米的对撞机，到时候要使用的液氦又是一个天文数字。

除了科学用途之外，日常的工业中，也离不开氦气的帮助，比如焊接的时候，就要使用氦氩气保护，还有饱和氦氧潜水。

可是地球的氦越来越少，用途却越来越多，好在近年来航天科技发展迅速，不少国家都发现月球上的氦元素极多，而且还是完美的氦-3。

氦-3在地球上也仅仅只有半吨，根据粗略计算，月球上的氦-3有百万吨，跟遥远的土星相比，人类到月球上收集氦元素是更加现实的。

氦-3为什么是完美能源？

简单来说氦-3的聚变反应容易控制，并且环保安全，只要有足够的氦-3，人类彻底掌握核聚变也不会太困难。

如果能将氦-3完美地利用到发电中，只需要100吨的氦-3，就能满足全球一年的电量需求，所以氦-3被称为完美能源。

既然这种元素这么珍贵，为什么还没有国家到月球上将其带回，事实上到月球开采能源也仅仅是比到木星现实。

想要从月球带回氦-3，首先要在月球上建造，确保人类居住的月球基地，另外还需要将大量的开采设备运送到月球上，并且要保证月球和地球之间的稳定因素。

对于现在的人类科技来说，还需要一段时间的努力。

另外氦-3不像矿石那样挖出来就行，氦-3的提取需要把月球土壤加热到700℃以上，月球上又没有氧气，不能通过燃烧的方式进行加热。

我国最近几年的登月计划，很大一部分原因就是想要在月球上找到氦-3，掌握了氦-3资源，对于中国来说有着重要的意义，目前我国关于氦-3的挖掘、提纯和运输等问题，已经开始了密切的研究。

氦气属于不可再生资源，对于目前的地球来说，用完就真消失了，直到后来各国科学家发现了氦气的真正的价值，美国政府也借着这次的事故，彻底禁止了氦气球的存在，最终氦气球被淘汰，氢气球又被使用，直到今天。

参考资料

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[3]刘贵洲,窦立荣,李鹏宇,周天航,赵勋.氦气珍稀 亟需发展[J/OL].天然气与石油:1-15[2022-03-16].http://kns.cnki.net/kcms/detail/51.1183.TE.20210927.2020.002.html

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