氦是仅次于氢的第二轻元素,也是沸点最低、最难液化的单质,常温下为无色无味的惰性气体,化学性质极其稳定。它最大宗的高端用途是低温冷却:液氦沸点接近绝对零度,是医院核磁共振成像(MRI)超导磁体、粒子加速器、量子计算实验和大型科研装置唯一可用的冷却剂,离开它这些设备便无法工作。在深海潜水和饱和潜水作业中,氦氧混合气替代氮气作为呼吸气,可以有效防止氮麻醉并缩短减压时间,被广泛用于海上油气平台和打捞工程。
在焊接领域,氦气因其惰性和高热导,常用于铝合金、不锈钢、铜镁等材料的弧焊保护,以及半导体单晶生长和光纤拉制时的惰性气氛。由于氦分子极小且化学不活泼,它还是高精度的检漏示踪气体,用于空调、冰箱、气瓶和航空航天器的焊缝密封检测。日常生活中,氦气被充入庆典气球、飞艇和充气玩具,利用其远低于空气的密度获得浮力且不会燃烧。之所以偏爱氦,正是因为它沸点极低、化学惰性极强,在极端低温和活泼金属环境中都不参与反应。