云室观测到的放射性衰变
另一种则是放射性元素衰变产生,比如像铀-238或者钍-232衰变有一个很重要的衰变过程是α衰变,此时重元素会释放出一个α粒子,这个所谓的α粒子就是两个质子 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,它们的衰变会释放出大量的热,这就是地球内部高温的一个重要来源,而其中的α衰变就会释放氦,这是地球上氦元素的唯一来源。地球内核放射性元素那么多,氦元素也是取之不尽的嘛,但各位多想差了,首先铀-238的半衰期长达45亿年,钍-232更是高达140亿年,氦元素产生的速度实在是太慢了!
另个原因则是除了α衰变外还有β衰变和γ衰变,所以放射性元素并不只是产生氦气,因此效率也极低,一块铀-348在瓶子里密封放上数年也监测不到多少氦元素,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!
美国的氦矿与氦气的用途
1903年,在堪萨斯州的德克斯特镇区在石油钻探过程中发现了一个不会燃烧的天然气间歇泉。地质学家分析出了这种气体有72%氮、15%甲烷、1%氢、12%的不明气体组成,进一步分析发现这12%的不明气体中含有1.84%的氦!这一发现让美国成了世界上的氦气主要供应商!