歷史沿革
氦氣1895年，萊姆賽和另一位英國化學家特拉弗斯（TraversMW，1872-1961）合作，在用硫酸處理瀝青鈾礦時，產生一種不活潑的氣體，用光譜鑑定為氦氣，證實了氦氣也是一種稀有氣體，這種氣體地球上也有，並且氦元素是非金屬元素。
理化性質
物理性質
氦氣在室溫和大氣壓力下，氦是無色、無味的氣體。它在乾空氣中的體積含量為5.24×10-6。是人類發現臨界溫度最低的物質。進行低壓放電時顯深黃色。
氦不能僅靠將飽和液體冷卻到絕對零度而固化。要使氦固化，必須施以相應壓力。在2.173K，氦將或多少從正常液體轉變成一種具有獨特性質的流體。溫度高於2.173K的液體稱為氦Ⅰ。低於此溫度的液體稱為氦Ⅱ。氦Ⅱ為超流體。它的熵為零，熱導率極高，黏度幾乎為零。
由於液氦溫度低，用液氦冷卻某些金屬或金屬化合物，金屬或金屬化合物的電阻會完全消失，這種現象稱為超導電性，此溫度稱為臨界溫度。
因為氦氣傳播聲音的速度差不多為空氣的三倍，所以吸入氦氣的人說話的聲音會變高頻率。這個有趣的現像，使得吸入氦氣的人說話尖聲細氣，就好像舊時的卡通人物一樣。
化學性質
氦是單原子氣體，化學性質不活潑。氦氣一般不生成化合物，在低壓放電管中受激發可形成He+2、HeH等離子及分子。
套用領域
氦氣氣球1、低溫冷源：利用液氦的-268.9℃的低沸點，液氦可以用於超低溫冷卻。而超低溫冷卻技術在超導技術等領域有較廣泛的套用，超導材料需要在低溫（100K左右）中才能表現出超導特性，大多數情況下只有液氦能比較簡便地實現這樣的極低溫。超導技術在交通行業的磁懸浮列車，醫療領域的核磁共振成像設備都有較大的套用。
2、氣球充氣：由於氦氣密度遠小於空氣（空氣的密度為1.29kg/m3，氦氣的密度為0.1786kg/m3），而且化學性質極不活潑，較氫氣安全（氫氣可以在空氣中燃燒，可能會引起爆炸），氦氣常用於飛船或廣告氣球中的充入氣體。
3、檢驗分析：儀器分析中常用的核磁共振分析儀的超導磁體需要利用液氦降溫，氣相色譜分析中氦氣常作為載氣，利用氦氣滲透性好、不可燃的特點，氦氣還套用於真空檢漏，如氦質譜檢漏儀等。
4、保護氣：利用氦氣不活潑的化學性質，氦氣常用於鎂、鋯、鋁、鈦等金屬焊接的保護氣。
6、其他方面：氦氣可用作高真空裝置、原子核反應堆在火箭、宇宙飛船上用作輸送液氫、液氧等液體推進劑的加壓氣體。氦氣還用作原子反應堆的清洗劑，在海洋開發領域的呼吸用混合氣體中，氣體溫度計的填充氣等。
製備方法
氦氣1.冷凝法:天然氣提氦在工業上採用冷凝法該法工藝包括天然氣的預處理淨化、粗氦製取及氦的精製等工序,製得99.99%的純氦氣。
2.空分法:一般採用分凝法從空氣裝置中提取粗氦、氖混合氣,由粗氦、氖混合氣制純氦、氖混合氣經分離及純化,製得99.99%的純氦氣。
3.氫液化法:工業上採用氫液化法從合成氨尾氣中提氦。該法工藝是低溫吸附清除氮、精餾得到粗氦加氧催化除氫及氦的純化,製得99.99%的純氦氣。
4.高純氦法:將99.99%的純氦進一步用活性炭吸附純化製得99.9999%的高純氦氣。
毒理反應
如果大量吸入氦氣，會造成體內氧氣被氦取代，因而發生缺氧（呼吸反射是受體內過量二氧化碳驅動，而對缺氧並不敏感），嚴重的甚至會死亡。另外，如果是由高壓氣瓶中直接吸入氦氣，那么其高流速就會嚴重地破壞肺部組織。大量而高壓的氦和氧會造成高壓緊張症狀Highpressurenervoussyndrome（HPNS），不過少量的氮就能夠處理這個問題。大量及長時間吸入氦氣可導致腦損傷甚至死亡。在大部分薯條類包裝袋裡也含有少量氦氣，不過不必擔心，沒有危害。注意事項
1、壓力通常有15MPa，使用時套用YQY-12或152IN-125等減壓器減壓後使用，使用前套用肥皂水檢漏氣體管道，確保氣體管道不漏氣。2、確保氦氣不泄露、工作場所保持通風，當氦氣含量增加導致氧氣含量低於19.5%時，患者先出現呼吸加快、注意力不集中、共濟失調；繼之出現疲倦無力、煩躁不安、噁心、嘔吐、昏迷、抽搐，以致死亡。
3、每瓶氦氣在使用到尾氣時，應保留瓶內餘壓在0.5MPa，最小不得低於0.25MPa餘壓，應將瓶閥關閉，以保證氣體質量和使用安全。
4、瓶裝氦氣在運輸儲存、使用時都應分類堆放，不準靠近明火和熱源，應做到勿近火、勿沾油蠟、勿曝曬、勿重拋、勿撞擊，嚴禁在氣瓶身上進行引弧或電弧，嚴禁野蠻裝卸，短距離移動氦氣鋼瓶應使用鋼瓶專用手推車，長距離移動鋼瓶套用危險品運輸車輛運輸。液氦的溫度為4.25K，與皮膚接觸能引起嚴重凍傷。
5、存貯氦氣的鋼瓶使用和檢驗遵照國家質量技術監督局《氣瓶安全監察規程》的規定，氣瓶充氣壓力不得超過規定壓力。安全帽要隨時裝上，一保護氣閥，氣瓶每三年檢驗一次（特殊情況例外）做外表檢查及進行水壓試驗，試驗合格後方可繼續使用，檢驗在充氣單位進行。
應急處理
若發生泄漏，應迅速撤離泄漏污染區人員至上風處，並進行隔離，嚴格限制出入。建議應急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿一般作業工作服。儘可能切斷泄漏源。合理通風，加速擴散。如有可能，即時使用。漏氣容器要妥善處理，修復、檢驗後再用。含量分析
按氣相色譜法測定。條件：柱為不鏽鋼柱，長6m，內徑4mm。充填料為PoraPakQ，或類似品。載氣為氫氣[99.99%（V/V）]，流量40ml/min。用環線進樣器。檢測器為熱電導檢測器。柱溫為60℃。檢測器溫度130℃。操作：將標本氦經氣體進樣閥送入氣相色譜儀。選擇GC的操作條件，使標準峰信號相當於不低於滿刻度讀數的70%，這樣可使氮和氧完全從氦中分出（氮和氧彼此可能無法分清）。由供試樣本所得的峰回響值所顯示的滯留時間，應與由空氣一氦檢定標準樣本（由工業級氦中混入1.0%空氣，由廠商提供）所得的峰回響相當，並表示出不超過1.0%的空氣量（體積），而He的含量應不低於99.0%（體積）。國內現狀
氦氣是國防軍工和高科技產業發展不可或缺的稀有戰略性物資之一。含氦天然氣迄今仍是工業化生產氦氣的唯一來源。我國氦氣資源相當貧乏，含量很低，提取難度大，成本高。因此，在保護有限氦氣資源的同時，研究開發先進的天然氣提氦技術對於提高氦氣生產的經濟性、保障國家用氦安全和促進我國天然氣提氦工業的發展具有重要意義。通過對提氦技術的分析介紹，低溫冷凝法較為成熟，但能耗、成本較高；吸附法、吸收法和膜滲透法等其他提氦技術各具特點，但限於適用條件尚不能規模化工業套用。隨著新材料、新技術的發展，天然氣提氦技術不斷改進創新，吸附法、膜滲透法等提氦工藝發展迅速，聯產法、聯合法工藝有著良好的套用前景，這些都為促進天然氣提氦技術的發展提供了新的思路。氦氣純度
工業氦
項目名稱指標
氦氣純度：≥99%
氖（氫）、氧（氬）、氮、甲烷總含量，%≤1
水分含量，露點，≤-43℃
純氦
項目名稱指標
優等品一等品合格品
氦氣純度，%≥99.99599.99399.99
氖含量，ppm≤152540
氫含量，ppm≤357
氧（氬）含量，ppm≤355
氮含量，ppm≤101725
一氧化碳，ppm≤111
二氧化碳，ppm≤111
甲烷量，ppm≤111
水分含量，ppm≤101520
高純氦氣
氦氣純度>99.999%，
雜質含量（ppm）：
O2≤0.5，
N2≤1.0，
CO≤0.5，
CO2≤0.5，
CH4≤0.5，
H2O≤0.5，
Ne≤8.0；
超純氦氣
氦氣純度>99.9999%，
雜質含量（ppm）：
N2≤0.5，
O2≤0.5，
Ne≤0.5，
CO≤0.1，
CO2≤0.1，
THC≤0.1，
H2O≤0.2；
最新發現
2016年6月28日，牛津大學和杜倫大學的研究人員在坦尚尼亞的東非大裂谷發現了巨量的氦氣田。這一發現很可能改變全球氦氣資源的“遊戲規則”。牛津大學和杜倫大學同挪威的一家氦氣勘探公司合作，在坦尚尼亞這一“不可能”的地點發現了這一氦氣田。
牛津大學聲明，這一位於東非大裂谷的氦氣田是經火山活動從較深底層的遠古岩石中帶出，並在較淺的位置形成了這樣一個氣田。杜倫大學的研究人員稱，具體調查結果將在今年的國際地球化學年會上公開。
