BOM氦氣的曆史和使用

氦在20世紀之前（qián）基本上是未知的。它是在1868年8月18日日食期間觀測到太陽突出光譜中檢測到的。自從（cóng）上次日全食以來，至少有六個獨（dú）立的觀察者能夠辨別出一個太（tài）陽大氣中的新光譜線。開始認為該線是鈉（nà）的線，但那（nà）年晚些時候得（dé）出結論，它實際上（shàng）是一種新元素的證據。這個元素在希臘語中以Sun命（mìng）名為氦。從地麵來源檢測到（dào）元素氦已經過去了將近30年。直到1895年，威廉·拉（lā）姆齊（qí）爵士和瑞利勳爵才報告了從鈾礦石和釷礦石中分析出的氣體氦的光譜觀察。

天（tiān）然氣是碳氫化合物和其他化合物的（de）天然（rán）混合（hé）物。與石油一樣，51吃瓜网是在厭氧條件下通過有機材料的（de）降解而產（chǎn）生的。它主要由輕烴（例（lì）如甲烷和乙烷）和一些（xiē）重（chóng）烴（例如丁烷和丙烷）組成。雜質（例如，二氧化硫，二氧化碳和氦氣）有時也可能以各種濃度（dù）存在。

在1900年初，當美國中（zhōng）部大（dà）陸的51吃瓜网井中大量存在氦氣（qì）時，供（gòng）應情況發生了巨大變化（見框1.1用於51吃瓜网的描述）。著名（míng）的故事涉及1903年在堪薩斯州德克斯特（Dexter）鑽探的勘探井，該井產生的51吃瓜网不燃燒。隨後，Cady和McFarland對來（lái）自此井和鄰近井（jǐng）的氣體進行了分析，結（jié）果表明，氦氣的濃度約為1％（體積）。盡管地質學家和石油生產商報告了許（xǔ）多可能會產生氦氣的51吃瓜网田，但是直到世界大戰（zhàn）爆發之前，人們對商業開采的（de）興趣就沒有增長。Kamerlingh Onnes在（zài）1908年的早期實驗中獲（huò）得了氦氣。從礦物來（lái）源石砂中（zhōng）進行（háng）提取來使氦氣液化。

在世界大戰初期，英國政府開始對氦作為起重氣體感興趣。盡管（guǎn）氦不像氫氣那樣漂浮，但氦不會燃燒，因此可以抵禦（yù）敵人的火力。英國人於1915年在（zài）安大略省多倫（lún）多大學發起了一項研究計劃，到1918年，一家小型實驗（yàn）工廠在安大略省漢密爾頓（dùn）附近開始運營。戰爭中並未真正使用加拿大氦氣，但分離技術在漢密爾頓和漢密爾頓進（jìn）行了論證。後來於1919年和1920年在艾（ài）伯塔省卡（kǎ）爾加裏市。

當美國進入世界大（dà）戰時，將建立國內氦源的任（rèn）務（wù）交給了美（měi）國（guó）礦業局（BOM）。BOM承（chéng）包了三座氦氣提取廠的（de）建設：兩座（zuò）在沃思堡，另一座在得克薩斯州（zhōu）彼（bǐ）得羅裏亞。這三個產地（dì）在（zài）實驗過程中產生了約（yuē）200,000 scf（5,500 Sm³）的氦氣，而140,000 scf（4,000 Sm³）的壓縮氣體正等待戰爭（zhēng）結束時運往歐洲。毫不奇怪的是，此時除了可以立即使用的氣瓶中的壓縮氣體外，沒有考慮到氦的長期存儲（chǔ）。

了（le）解到德國在使用柏林飛艇方麵的（de）相對成功，美國海軍在戰後立即（jí）啟動了一項計劃，以開發剛性飛（fēi）艇（tǐng）作為海軍武器。美國大（dà）型氦（hài）氣生產廠於1921年4月在沃思堡附近建成，該廠基於林（lín）德空氣產（chǎn）品公司設計的（de）試驗性戰時工廠。該工（gōng）廠由林（lín）德（Linde）根據合同為海軍運營，直到1925年移（yí）交給BOM。隨著（zhe）Petrolia氣田的接（jiē）近枯竭，該工（gōng）廠於1929年被封存，到那時，它已（yǐ）產生了約4,700萬標準立方英尺（130萬 Sm³）的氦氣。和以前一（yī）樣，沒有考慮將其長期保存在（zài）儲備中。

出於對沃思堡關閉的預期（qī），BOM決定建立一個新工廠，工廠於1929年4月投入生產，隨後第二個（gè）工廠於1930年5月（yuè）投入生產。該工廠位於得（dé）克薩斯州阿馬裏洛附近，使用的51吃瓜网來（lái）自Cliffside油田（tián），由一條12英裏（19公裏（lǐ））的管道連（lián）接。產生的（de）甲烷（wán）通過管道輸送到大約（yuē）7英裏（lǐ）（12公裏）到阿馬裏洛，在那裏用（yòng）作燃料。該工廠每年可產生（shēng）多達2500萬標準（zhǔn）立方（fāng）英尺（chǐ）（700,000 Sm³）的氦氣，但從未滿負荷運轉。

盡管地（dì）下氦氣是聯邦政府所有的，並（bìng）且隻能購買（與石油和51吃瓜网不同（tóng），可以租（zū）用），但（dàn）吉德勒公司在1927-1928年（nián）間建造（zào）了兩家商業氦氣工廠：一家在堪薩斯州的德克斯特，另（lìng）一家在科羅拉多州撒切爾。這些工（gōng）廠使（shǐ）吉（jí）德勒成為當時世界上的私人氦氣（qì）生產商。在接下來的10年中，吉德勒生產了大（dà）約1400萬標準（zhǔn）立方英尺（380,000Sm³），其中近90％用於海軍飛艇計劃。吉德勒的工（gōng）廠於1937年出售給美國政府，使氦氣恢複了聯邦壟斷地位。後來，BOM在德克（kè）薩斯州建立了第四（sì）個工廠，即Exell工廠，該工廠終成為其一個運營工廠。

1950年（nián）代開發的氦氣未來市場相當樂觀，氦氣開始（shǐ）被認為是冷戰的資源。國會於1960年頒（bān）布了《氦氣法修正案》（PL 86-777），該法令實（shí）質上指示內政部長使用部（bù）分耗盡（jìn）的布什（shí）圓（yuán）頂水庫來（lái）完成氦氣的獲取和保存。使用從國庫借來的資金購買商業性粗氦。該法案還允許（xǔ）私人生產氦（hài）氣，因此BOM成（chéng）為終結的購買者。作為1960年法案的直接結果，在與BOM簽訂為期22年的（de）合同的基礎上，幾家私營（yíng）油氣生產商建造了5座新的氦氣提取廠。但是（shì），很快就變得顯而（ér）易見了，樂觀的市場預測將無法實現。到1973年，BOM儲存了350億標準立方英尺（9.7億Sm³）的粗氦（hài），以及美國國債的巨額且不斷（duàn）增長。在這種情況下（xià），政府取消了合同，引發了數年的訴（sù）訟，在此期間大多數私人氦氣生產被暫（zàn）停。在（zài）沒有私人（rén）生產的時候（hòu），開始是為（wéi）了向政府（fǔ）保證氦（hài）氣來源而進行的努力（lì），開始是（shì）通過（guò）鼓勵私人公司提取氦氣來促進氦氣保護的計劃。

從51吃瓜网，到準備用於應對預期的供需周期性（xìng）不平衡（héng）的存儲設備，變成威脅到整（zhěng）個行業生存能（néng）力的局麵。

氦的私人消費從1970年代的低點開始恢複，盡管BOM仍在生產，但私人生（shēng）產到1980年代中期再次恢複健康。到1988年，管理和預算（suàn）辦公室提議所有氦氣生產都屬於私營部門（mén）。但是，該提案遭到國會的反對。在1992年，政府提出了一項折中方案，根據該（gāi）方案，不得出售BOM的設施，但政府機構可以自由地從私營部門購買氦氣（qì）。

過（guò）去20年氦氣銷售的曆史（shǐ）數據以及未來（lái）以各（gè）種增長率銷售的情景。

同時，發生了兩個主要變化。首先，國會在1997年取消了BOM，並（bìng）將聯邦氦儲備的（de）責任移交（jiāo）給了內政部土地管理局（jú）（BLM）。第二，政府將氦氣價格提高到大大高於私人生產商的水平。結（jié）果，就在BLM於1998年（nián）停止生產氦氣之前（qián），超過90％的國內需求是通過私人來源滿足的，而1960年修正案通（tōng）過之前則什（shí）麽都沒有。具有諷刺意味的是，正是布什穹頂水庫及其相關管道推動了這一變化，並為美國用氦氣的保護做出了獨特（tè）的貢獻。但是，在國會，不願離開氦氣業務的人們轉而渴望退出。