如何保证高纯氦气的供应稳定性，面临的主要挑战是什么？
制备高纯氦气主要有以下主流工艺。
要保证高纯氦气供应的稳定性，首先要确保稳定的氦气来源。这需要与可靠的氦气生产企业建立长期合作关系，例如从天燃气田中提取氦气的企业。同时，要有足够的氦气储备设施，像大型的高压气罐或地下储气库来应对需求的波动。
然而，面临的挑战也不少。一方面，氦气资源分布极不均衡，主要集中在少数国家，供应容易受到地缘政治因素的影响。另一方面，高纯氦气的生产和提纯工艺复杂，设备投资大、维护成本高，任何环节出现问题都可能导致供应中断。
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高纯氦气的提取工艺有哪些？
高纯氦气主要有以下几种提取工艺。
一是从天燃气中提取。天燃气中含有一定量的氦气，先将天燃气经过预处理除去杂质，如硫化物等。然后通过低温冷凝法，利用氦气与其他气体沸点的差异，在极低温度下使其他气体液化，从而分离出氦气。之后再经过多次精制和提纯，如采用吸附、精馏等方法进一步去除残留的杂质，如氮气、氢气等，得到高纯氦气。
二是从空气中提取。不过空气中氦气含量极低，大约为5.2ppm。需要通过深冷分离法，经过复杂的液化、精馏等步骤，这种方法成本较高，产量较低。
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高纯氦气在科研领域有哪些具体应用？
在科研领域，高纯氦气有诸多重要应用。
在超导研究中，许多超导材料需要在极低温度下才能展现超导特性，高纯氦气可用于冷却超导磁体，为磁共振成像（MRI）设备等提供稳定的超导环境，帮助产生强磁场以获得清晰的人体内部结构图像。
在气相色谱分析中，高纯氦气常作为载气。它化学性质稳定、扩散系数小，能够有效地携带样品通过色谱柱，保证分离和检测的准确性，从而助力对复杂有机化合物等物质成分的分析研究。
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