氪气（Krypton）是一种化学性质极不活泼的稀有气体，化学式为Kr，原子序数36，分子量83.798，在大气中含量极低，按体积计仅为1.14×10⁻⁶（即1.1ppm）。1898年由英国科学家拉姆赛和特拉弗斯在液态空气蒸发实验中发现，其名称源自希腊语“Kryptos”，意为“隐藏的”，象征其在自然界中的稀缺性。

一、理化性质

1. 物理性质

氪气为无色、无臭、无味的惰性气体，具有以下关键物理特性：

● 密度：气态密度3.736 kg/m³（-152.9℃），液态密度2.155 kg/m³，约为空气的2.89倍

● 熔点：-156.6℃，沸点：-153.3℃，临界温度-63.81℃，临界压力55×10⁵Pa

● 光学特性：透射率极高，能吸收X射线，真空放电时发出黄绿色辉光

● 热学性质：热导率低（0.00946 W/(m·K)），汽化热108.47 kJ/kg，熔化热19.57 kJ/kg

2. 化学性质

在常规条件下氪气呈化学惰性，不与任何元素或化合物反应。但在极端条件下可形成不稳定化合物：

● 二氟化氪（KrF₂）：通过氪与氟的混合物在84K下放电或123K下电子束照射生成，0℃即迅速分解

● 四氟化氪（KrF₄）：低温放电条件下产生的不稳定无色固体，常温下极难稳定存在

二、生产制备

工业上主要通过空分法制备氪气：

1. 从大型空分装置低温精馏提取富含氪氙的液氧馏分

2. 经催化燃烧去除碳氢化合物，吸附法脱除水分和二氧化碳

3. 进一步低温精馏分离氪与氙，最终获得纯度≥99.999%的高纯氪气

此外，核反应堆裂变气中的放射性同位素Kr-85也可通过氟里昂溶剂吸收法回收利用。

三、主要用途

1. 照明与电子工业

● 高效光源：氪气灯泡比同功率氩灯发光率高30%，寿命延长50%，广泛用于矿灯、飞机跑道指示灯和战车夜视灯

● 特种灯具：利用高透射率特性制造的氪气闪光灯，用于高速摄影和频闪观测器

● 电子器件：作为填充气体用于计数放电管、电压管和气体继电器，提升稳定性和寿命

2. 科研与计量

● 长度基准：Kr-86同位素在1960-1983年间作为国际长度基准，定义1米等于其橙红色谱线波长的1,650,763.73倍

● 核物理研究：液氪用于粒子探测器气泡室，高精度测量高能射线和宇宙辐射

● 材料检测：放射性Kr-85用于密闭容器检漏和材料厚度连续测定，精度可达微米级

3. 医疗与工业

● 医学成像：稳定同位素用于脑血流量测量，放射性氪气可作为显迹剂

● 特种玻璃：参与中空玻璃制造，降低热导率提升保温性能；用于太阳能玻璃镀膜，增强透光率

● 激光技术：作为气体激光器工作介质，产生特定波长激光用于工业切割和医疗手术

四、安全与储存

1. 危险性

● 物理危害：内装高压气体（钢瓶压力可达55bar），遇热膨胀可能爆炸，GHS分类为压缩气体

● 健康影响：高浓度时取代空气中氧气，引起缺氧窒息，无毒性但具单纯窒息性

● 环境影响：非温室气体，对臭氧层无破坏作用，大气中自然存在

2. 安全操作

● 储存条件：阴凉通风库房，库温≤30℃，气瓶直立固定，实瓶空瓶分开存放

● 搬运要求：轻装轻卸，防止钢瓶撞击，充装速度≤8m³/h，充装时间≥30min

● 应急处理：泄漏时迅速撤离至上风处，佩戴自给式呼吸器，通风驱散气体

3. 包装规格

● 大包装：47L/50L钢瓶，充装量约10m³，配套CGA580铜阀

● 小包装：2L/4L/8L钢瓶，按客户需求充装，配QF-011阀门

● 纯度等级：高纯氪（99.9995%）、纯氪（99.999%）和工业级（99.995%）

氪气作为一种稀缺的战略资源，在高科技领域具有不可替代的作用。随着半导体、新能源和精密制造产业的发展，其应用前景将进一步拓展，同时也对高效回收技术和安全管理体系提出更高要求。