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氦氣（Helium），化學符號He，原子序數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在科學、工業與技術領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：輕盈與穩定

氦氣在常溫常壓下呈無色、無味、無臭的氣體狀態，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）。其單原子結構使其化學性質極度穩定，幾乎不與任何物質反應，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化為液態，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. 超流態奇跡：液氦在接近絕對零度（-273.15℃）時呈現超流體特性，表面張力極低且無黏滯性，能沿容器壁攀爬并無阻流動，這一量子效應顛覆了傳統物理認知。

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

三、臨界參數與安全性

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，氦氣無法通過常規手段液化。此外，雖本身無毒，但高濃度氦氣環境會稀釋氧氣，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、應用驅動的物理特性

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

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的加壓與凈化。

3. 深潛技術：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，延長潛水作業時間。