氦氣（Helium），化學符號He，原子序數(shù)2，是宇宙中含量第二豐富的元素，卻在地球上極為稀有。作為一種稀有氣體，氦氣以其獨特的物理性質(zhì)在科學、工業(yè)與技術(shù)領(lǐng)域扮演著不可替代的角色，被譽為“黃金氣體”。

一、基本物理特征：輕盈與穩(wěn)定

氦氣在常溫常壓下呈無色、無味、無臭的氣體狀態(tài)，是已知密度最小的氣體之一（密度為0.1786 kg/m3，僅為空氣的1/7）。其單原子結(jié)構(gòu)使其化學性質(zhì)極度穩(wěn)定，幾乎不與任何物質(zhì)反應(yīng)，屬于惰性氣體。微溶于水，難以液化——需在-268.9℃的極低沸點與高壓下才能轉(zhuǎn)化為液態(tài)，這一特性使其成為極低溫研究的基石。

二、極端條件下的特殊行為

1. 超流態(tài)奇跡：液氦在接近絕對零度（-273.15℃）時呈現(xiàn)超流體特性，表面張力極低且無黏滯性，能沿容器壁攀爬并無阻流動，這一量子效應(yīng)顛覆了傳統(tǒng)物理認知。

2. 導熱與滲透性：氦氣導熱性極強，液態(tài)氦更是高效的熱傳遞介質(zhì)。同時，其分子體積小、滲透性高，被廣泛用于真空系統(tǒng)檢漏與原子反應(yīng)堆的泄漏檢測。

三、臨界參數(shù)與安全性

氦氣的臨界溫度為-267.95℃，臨界壓力0.225MPa，這意味著在此臨界點以上，氦氣無法通過常規(guī)手段液化。此外，雖本身無毒，但高濃度氦氣環(huán)境會稀釋氧氣，導致窒息風險；液氦接觸皮膚則會造成嚴重凍傷，操作需嚴格防護。

四、應(yīng)用驅(qū)動的物理特性

1. 超導冷卻：液氦的極低溫特性是維持核磁共振成像（MRI）設(shè)備與粒子加速器超導磁體的核心，確保設(shè)備在絕對零度附近穩(wěn)定運行。

2. 航空航天：氦氣密度低且不可燃，替代氫氣成為飛艇與氣球的更安全升力源，并用于航天器燃料系統(tǒng)的加壓與凈化。

3. 深潛技術(shù)：氦氧混合氣用于深海潛水，降低減壓病風險，因其溶解度低，避免氮麻醉效應(yīng)，延長潛水作業(yè)時間。