2025年8月18日,中国科技史上迎来重要时刻——延安测试基地成功产出纯度达99.99997%的超纯氦气,标志着我国攻克6N9级氦气提纯技术。这项突破性进展不仅打破西方长达数十年的技术垄断,更让国际氦气巨头陷入被动,纷纷下调对华报价却已难挽颓势。
氦气因其-269℃的超低沸点和近乎零化学反应的惰性,被冠以'工业血液'的美誉。在医疗领域,价值数千万的核磁共振设备依赖液氦维持超导环境;量子计算机与粒子加速器需要其创造绝对零度环境;航天领域中,火箭燃料加压和卫星温控都离不开氦气保护。尤为关键的是芯片制造环节,氦气作为保护气体可确保纳米级晶圆生产环境达到绝对洁净标准。
全球氦气储量90%集中在美国和卡塔尔,我国天然气田氦含量仅0.03%-0.05%,长期依赖进口。西方国家通过4K制冷机、氦气液化器等核心设备禁运,构筑技术壁垒。此前我国自主提纯技术停留在5N级(99.999%),与芯片制造所需的6N级存在'小数点后一位'的差距,这道技术鸿沟导致高端氦气价格曾飙升至4万元/立方米。
中国电科万瑞冷电团队采用'四步法'突破技术瓶颈:首先通过催化剂去除氢气,继而利用特制膜过滤大分子杂质,再通过变压吸附技术分离氮气、甲烷。最终挑战在于分离物理性质高度相似的氦氖'双胞胎'气体。工程师们在-243℃超低温环境中,创新设计双塔结构装置,通过精确控制温度压力参数,实现氖气'冻结'分离。该系统经上千次实验优化,形成模块化设计,较国外设备体积缩小40%,效率提升50%,并搭载AI控制系统确保稳定运行。
2025年8月18日,延安测试基地的仪器定格在99.99997%的瞬间,标志着我国建成全球首套'低温精制及脱氖装置'。该系统实现年产40万立方米超纯氦气能力,杂质控制达到百万分子级精度。更关键的是,万瑞冷电不仅实现19项核心专利自主可控,更主导编制《氦气纯化器》行业标准,完成从技术追赶者到规则制定者的跨越。目前年产400万立方米的生产线已启动,设备开始批量出口。
这项突破引发国际市场剧变。曾经对中国实施技术封锁和价格操控的西方供应商,如今纷纷主动降价寻求合作。但我国已建立完整的氦气产业链,从设计制造到运行控制实现100%国产化。当第一瓶合格超纯氦气诞生时,现场工程师的热泪印证着:核心技术掌握在自己手中,才是破除'卡脖子'困境的根本之道。