每到节日庆典，广场上空常常飘满五颜六色的气球。如今出于安全考虑，气球内部充的不再是易燃氢气，而是换成了惰性氦气。不过，氦气的作用远不止于点缀派对。它更是现代工业与高科技领域中不可或缺的“血液”。

从医疗显像，航天发射，到芯片制造，国防工业，几乎所有关键领域都离不开它。然而，长期以来，我国氦气供应高度依赖进口，时常面临“卡脖子”风险。但最近，一项关键技术突破悄然改变了这一困局。我国终于在这场无声的战役中，夺回了属于自己的主动权。

氦气：工业黄金

在现代工业和高科技领域，氦气是一种战略价值堪比黄金的稀缺资源，被誉为“黄金气体”。 它无色无味，几乎不与任何其他物质发生反应，化学特性极为稳定，正是这种独特的“惰性”，使其成为一种高度安全的气体介质。

氦气应用已渗透到现代工业的方方面面。在医疗领域中，核磁共振仪的超导磁体必须在液氦创造的极低温环境下才能稳定运行；在航空航天方面，无论是火箭燃料的输送与增压，还是飞船舱内精密阀门的操控，都依赖于氦气的关键作用。

在我们日常使用的手机和电脑背后，是庞大的半导体和光纤产业。而氦气在芯片和光纤制造过程中充当着保护气和冷却剂的角色。

然而，工业上的氦气可不仅仅是“有”就可以，更是对其“纯度”有着近乎苛刻的要求。我们通常用“N”来代表纯度，例如5N意味着纯度高达99.999%。而在半导体这类尖端制造中，往往需要6N甚至更高纯度的氦气。

即便是十万分之一级别的微量杂质，也足以引起芯片短路，材料氧化，造成巨大的经济损失。

在自然界，氦资源极为稀少。大气中氦只有大约百万分之五的浓度，根本不具备规模化开采的可能。目前工业所用的氦气，主要依靠提取地底岩石中放射性元素（如铀、钍）衰变所产生的气体。

但这一制备过程技术复杂，成本高昂，致使全球工业氦气市场长期处于少数国家的垄断控制之下。

美国百年垄断

这里的“少数国家”，主要是指一个世纪以前就开始布局氦气战略的美国。

1903年，美国堪萨斯州一处钻探工地，人们意外发现一种奇怪气体。它不可燃，无色无味，看起来似乎毫无用途。然而当送到实验室分析后，科学家发现这种气体中竟含有1.84%的氦气。这在自然界中已经是极高的浓度。

美国政府迅速意识到了这种气体的战略价值：它如氢气般轻盈，却是非常安全的惰性气体，且沸点极低，在军事和航空方面未来可能大有用途。于是，基于军事考量，美国大力投入从天然气中提取氦气的技术，建立了全球最早的氦气工业体系。

1925年，美国出台《氦气保护法案》，规定任何相关出口都须经军方，政府乃至总统层层批准，以法律授权把氦气升级为了国家级的“战略物资”。

经过数十年的先发布局与政策保护，美国在全球氦气领域构筑起显著的垄断优势，一度掌控全球约40%的氦气资源，产量长期占据国际总产量的70%以上。从提取液化，到储运销售整个链条，也几乎被美国资本主导的少数气体巨头（如林德，法液空，空气化工）垄断。

对于崛起的中国，美国早就将氦气列入对华关键管制清单，所有贸易合同须注明“不得军用”。技术上，美方禁止对华出口制造液氦所需的20K以下制冷机及核心部件，其盟友日，欧盟也同步实施严格设备与技术出口管制，意图将我国高科技产业置于其可控制之下。

创新与突破

长期以来，我国高达95%的氦气需求均来自进口。这意味着，国际市场上任何变化波动，都可能影响国内众多高科技产业的正常运行。2021年7月，美国一座大型氦气厂因检修停工数月；紧接着在2022年初，另一大氦气出口国卡塔尔也宣布进行工厂维护。

与此同时，俄乌冲突的爆发意外影响了俄罗斯的氦气供应能力。多重因素叠加，导致国际氦气供应骤然收紧，价格迅速攀升，国内企业承受了更大的成本压力。

在这样的困境下，我国必须加快推进关于氦气自主制备技术的进程。近日，国内终于迎来令人振奋的进展：由万瑞冷电科技独立自主研发的低温提氦设备，已在延安某天然气提氦项目中通过相关验收。

这套装置能从氦含量本就稀少的天然气原料中，提制出纯度达到99.99997%的氦气，满足6N级别标准，杂质总量可控制在百万分之三以内。该技术突破的核心，在于研发团队开创了一套新型“联合法”工艺体系。

该工艺首先通过催化反应去除原料气中的氢气，随后借助膜分离与变压吸附等技术， 有效脱除氮气、甲烷等主要杂质，最终采用零下240℃的深低温精制工艺，精准分离出残留的、与氦气性质极为相近的氖气。

这套技术流程不仅纯化效率高，而且能够连续稳定运行，每年可提纯出约40万立方米的高纯氦气，为我国工业和高端产业发展打开了全新局面。

结尾

此次我国在氦气提取技术上的突破，意味着我们正在从根本上扭转关键资源依赖他国的困境。未来，这项技术将为国内半导体，航天工业，医疗装备等高端产业提供更稳定，更可靠的原料保障，真正为国家科技产业的发展筑牢资源基石。

真正的大国重器，往往始于这些看不见的细微突破。氦气自主之路，正是我国自主创新历程中一个极具象征意义的缩影，也充分展现了我国科技工作者在关键核心技术领域攻坚克难的决心与能力。