深圳稀有氣體被電流擊穿,會(huì )發(fā)出彩色熒光,因此可做彩燈。
利用稀有氣體極不活動(dòng)的化學(xué)性質(zhì),有的生產(chǎn)部門(mén)常用它們來(lái)作保護氣。
隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,稀有氣體越來(lái)越廣泛地應用在工業(yè)、醫學(xué)、尖端科學(xué)技術(shù)以至日常生活里。
利用稀有氣體極不活動(dòng)的化學(xué)性質(zhì),有的生產(chǎn)部門(mén)常用它們來(lái)作保護氣。例如,在焊接精密零件或鎂、鋁等活潑金屬,以及制造半導體晶體管的過(guò)程中, 常用氬作保護氣。原子能反應堆的核燃料钚,在空氣里也會(huì )迅速氧化,也需要在氬氣保護下進(jìn)行機械加工。電燈泡里充氬氣可以減少鎢絲的氣化和防止鎢絲氧化,以 延長(cháng)燈泡的使用壽命。
稀有氣體通電時(shí)會(huì )發(fā)光。世界上第一盞霓虹燈是填充氖氣制成的(霓虹燈的英文原意是“氖燈”)。氖燈射出的紅光,在空氣里透射力很強,可以穿過(guò)濃 霧。因此,氖燈常用在機場(chǎng)、港口、水陸交通線(xiàn)的燈標上。燈管里充入氬氣或氦氣,通電時(shí)分別發(fā)出淺藍色或淡紅色光。有的燈管里充入了氖、氬、氦、水銀蒸氣等四種氣體(也有三種或兩種的)的混合物。由于各種氣體的相對含量不伺,便制得五光十色的各種霓虹燈。人們常用的熒光燈,是在燈管里充入少量水銀和氬氣,并 在內壁涂熒光物質(zhì)(如鹵磷酸鈣)而制成的。通電時(shí),管內因水銀蒸氣放電而產(chǎn)生紫外線(xiàn),激發(fā)熒光物質(zhì),使它發(fā)出近似日光的可見(jiàn)光,所以又叫做日光燈。
利用稀有氣體可以制成多種混合氣體激光器。氦-氖激光器就是其中之一。氦氖混合氣體被密封在一個(gè)特制的石英管中,在外界高頻振蕩器的激勵下,混合氣體的原子間發(fā)生非彈性碰撞,被激發(fā)的原子之間發(fā)生能量傳遞,進(jìn)而產(chǎn)生電子躍遷,并發(fā)出與躍遷相對應的受激輻射波,近紅外光。氦-氖激光器可應用于測量和通訊。
氦氣是除了氫氣以外最輕的氣體,可以代替氫氣裝在飛船里,不會(huì )著(zhù)火和發(fā)生爆炸。
液態(tài)氦的沸點(diǎn)為-269℃,是所有氣體中最難液化的,利用液態(tài)氦可獲得接近絕對零度(-273.15℃)的超低溫。氦氣還用來(lái)代替氮氣作人造空氣,供探海潛水員呼吸,因為在壓強較大的深海里,用普通空氣呼吸,會(huì )有較多的氮氣溶解在血液里。當潛水員從深海處上升,體內逐漸恢復常壓時(shí),溶解在血液里的氮氣要放出來(lái)形成氣泡, 對微血管起阻塞作用,引起“氣塞癥”。氦氣在血液里的溶解度比氮氣小得多,用氦跟氧的混合氣體(人造空氣)代替普通空氣,就不會(huì )發(fā)生上述現象。溫度在2.2K以上的液氦是一種正常液態(tài),具有一般液體的通性。溫度在2.2K以下的液氦則是一種超流體,具有許多反常的性質(zhì)。例如具有超導性、低粘滯性等。它的粘度變得為氫氣粘度的百分之一,并且這種液氦能沿著(zhù)容器的內壁向上流動(dòng),再沿著(zhù)容器的外壁往下慢慢流下來(lái)。這種現象對于研究和驗證量子理論很有意義。
氬氣經(jīng)高能的宇宙射線(xiàn)照射后會(huì )發(fā)生電離。利用這個(gè)原理,可以在人造地球衛星里設置充有氬氣的計數器。當人造衛星在宇宙空間飛行時(shí),氬氣受到宇宙射線(xiàn)的照射。照射得越厲害,氬氣發(fā)生電離也越強烈。衛星上的無(wú)線(xiàn)電機把這些電離信號自動(dòng)地送回地球,人們就可根據信號的大小來(lái)判定空間宇宙輻射帶的位置和 強度。
氪能吸收X射線(xiàn),可用作X射線(xiàn)工作時(shí)的遮光材料。
氙燈還具有高度的紫外光輻射,可用于醫療技術(shù)方面。氙能溶于細胞質(zhì)的油脂里,引起細胞的麻醉和膨脹,從而使神經(jīng)末梢作用暫時(shí)停止。人們曾試用80%氙和20%氧組成的混合氣體,作為無(wú)副作用的麻醉劑。在原子能工業(yè)上,氙可以用來(lái)檢驗高速粒子、粒子、介子等的存在。
氪、氙的同位素還被用來(lái)測量腦血流量等。
氡是自然界唯一的天然放射性氣體,氡在作用于人體的同時(shí)會(huì )很快衰變成人體能吸收的氡子體,進(jìn)入人體的呼吸系統造成輻射損傷,誘發(fā)肺癌。一般在劣質(zhì)裝修材料中的釷雜質(zhì)會(huì )衰變釋放氡氣體,從而對人體造成傷害。體外輻射主要是指天然石材中的輻射體直接照射人體后產(chǎn)生一種生物效果,會(huì )對人體內的造血器官、神經(jīng)系統、生殖系統和消化系統造成損傷。
然而,氡也有著(zhù)它的用途,將鈹粉和氡密封在管子內,氡衰變時(shí)放出的α粒子與鈹原子核進(jìn)行核反應,產(chǎn)生的中子可用作實(shí)驗室的中子源。氡還可用作氣體示蹤劑,用于檢測管道泄漏和研究氣體運動(dòng)。