氦气（Helium），化学符号He，原子序数2，是宇宙中含量第二丰富的元素，却在地球上极为稀有。作为一种稀有气体，氦气以其独特的物理性质在科学、工业与技术领域扮演着不可替代的角色，被誉为“黄金气体”。

一、基本物理特征：轻盈与稳定

氦气在常温常压下呈无色、无味、无臭的气体状态，是已知密度最小的气体之一（密度为0.1786 kg/m³，仅为空气的1/7）。其单原子结构使其化学性质极度稳定，几乎不与任何物质反应，属于惰性气体。微溶于水，难以液化——需在-268.9℃的极低沸点与高压下才能转化为液态，这一特性使其成为极低温研究的基石。

二、极端条件下的特殊行为

1. 超流态奇迹：液氦在接近绝对零度（-273.15℃）时呈现超流体特性，表面张力极低且无黏滞性，能沿容器壁攀爬并无阻流动，这一量子效应颠覆了传统物理认知。

2. 导热与渗透性：氦气导热性极强，液态氦更是高效的热传递介质。同时，其分子体积小、渗透性高，被广泛用于真空系统检漏与原子反应堆的泄漏检测。

三、临界参数与安全性

氦气的临界温度为-267.95℃，临界压力0.225MPa，这意味着在此临界点以上，氦气无法通过常规手段液化。此外，虽本身无毒，但高浓度氦气环境会稀释氧气，导致窒息风险；液氦接触皮肤则会造成严重冻伤，操作需严格防护。

四、应用驱动的物理特性

1. 超导冷却：液氦的极低温特性是维持核磁共振成像（MRI）设备与粒子加速器超导磁体的核心，确保设备在绝对零度附近稳定运行。

2. 航空航天：氦气密度低且不可燃，替代氢气成为飞艇与气球的更安全升力源，并用于航天器燃料系统的加压与净化。

3. 深潜技术：氦氧混合气用于深海潜水，降低减压病风险，因其溶解度低，避免氮麻醉效应，延长潜水作业时间。