2026年氦气回收与节约：实验室、医院和晶圆厂如何减少用量

为什么2026年节约氦气如此重要？

因为供应将在多年内保持紧张。在受损LNG生产线重建之前（可能需要三到五年），卡塔尔氦气产量预计将比此前低约14% ^[1]。价格大幅上涨：林德自6月1日起临时上调氦气价格20%，Airgas自3月起每百立方英尺加收13.50美元附加费 ^[2]。据Imaging Technology News，在中国以外的大多数亚洲国家，液氦价格至少为每升50美元 ^[3]。

用户还面临配给。科罗拉多大学自6月起将三个校区的用户配额削减至历史用量的40% ^[4]。现在节约的每一升氦气，既能降低成本，也能降低断供风险。

氦气损失在哪里？

主要是蒸发和排放。液氦沸点约为4开尔文，因此会不断升温并气化。Wessington Cryogenics给出的典型每日蒸发率为：20,000升散装杜瓦0.2%，250升杜瓦0.8%，30升杜瓦2.8% ^[5]。一个每天蒸发0.8%的250升杜瓦，每天约损失2升，每年约730升 ^[5]。

转注会造成更多损失。冷却输液管、连接和断开设备以及让杜瓦瓶处于升温状态，都会浪费氦气 ^[5]。由于一升液氦可气化为约754升气体 ^[5]，少量液体损失就意味着大量气体损失。

氦气回收系统的成本和节省是多少？

回收系统收集仪器蒸发的气体，压缩储存后返还供应商或在现场重新液化。Santiago & Company估计，闭环回收系统安装成本为30万至100万美元，高用量设施每年可节省50万美元以上 ^[1]。

回收已经改变了部分用户的需求。加州大学洛杉矶分校物理与天文系主任Stuart Brown对《今日物理》表示，该系目前采购的氦气仅为五到十年前的一小部分 ^[6]。许多机构在以往短缺后就投资了回收设备 ^[6]。

但这并非适用于所有人。《今日物理》指出，回收和机械制冷替代方案不适合某些工作：设备对气球研究而言过重，振动会干扰扫描隧道显微镜和高场核磁共振 ^[6]。较小的用户可能缺乏空间或资金：临床诊断公司Olaris就因此没有安装回收设备 ^[6]。

医院如何减少氦气用量？

改用密封式低氦核磁共振磁体。大多数核磁共振设备需要约1,500升液氦，而飞利浦BlueSeal磁体在完全密封的系统中仅含约7升，整个使用寿命内无需补充 ^[3]。飞利浦已有2,400多台无氦磁体投入运行，目标是将整个核磁共振产品线转为无氦系统 ^[3]。即便如此，全球约70,000台核磁共振设备中仍有约65,000台依赖液氦 ^[3]。

医院损失氦气的代价很高。失超（磁体突然失去氦气）如不在服务合同覆盖范围内，可能花费5万至7.5万美元，并使设备停机数周 ^[3]。Santiago & Company预计，到2036年无氦核磁共振市场规模将达42亿美元 ^[1]。

芯片制造商如何回收氦气？

大规模回收。台积电在先进晶圆厂通过现场回收实现80–90%的氦气回收率，并保持两个月以上的库存 ^[7]。三星和SK海力士在签订新的长期供应合同的同时也在扩大回收 ^[7]。由于氦气占晶圆成本不到1% ^[7]，晶圆厂主要基于供应安全来论证回收投资的合理性。

小用户可以采取哪些实际措施？

气体供应商和设备制造商建议：

• 审计用量，找出可以替代或节约氦气的环节 ^[8]。
• 按用量选择杜瓦规格，在杜瓦用尽前补充，避免长时间闲置 ^[5]。
• 合并转注操作，使用短的真空绝热输液管和密封良好的接头 ^[5]。
• 收集蒸发气体，尽可能使用回收阀和接口 ^[5]。
• 审查合同和不可抗力条款，并确保有备用供应商 ^[8]。

我们关于当前是否存在氦气短缺的文章持续跟踪供应和价格。

常见问题：节约氦气

氦气可以回收吗？

可以。回收系统可收集蒸发的氦气以供再利用。台积电在先进晶圆厂回收80–90%的氦气 ^[7]，许多大学在以往短缺后也安装了回收系统 ^[6]。

氦气回收系统要花多少钱？

Santiago & Company估计，闭环系统安装成本为30万至100万美元，高用量设施每年可节省50万美元以上 ^[1]。

新的核磁共振设备还需要氦气吗？

大多数仍需要，但密封式设计用量少得多。飞利浦BlueSeal磁体约用7升，而大多数设备约需1,500升 ^[3]。

关注要点

• 供应商提价和附加费 ^[2]。
• 医院采用密封式核磁共振磁体的情况 ^[3]。
• 芯片制造商和大学的回收投资 ^[6,7]。

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Alupetra在伊斯坦布尔、伦敦和迪拜跟踪氦气、LNG和工业气体市场；Alupetra不与受制裁方进行交易。