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氦具有特殊的物理性質。在絕對零點和蒸汽壓力下，氦不凝固，因此在工業和科學研究中有以下應用。

1.用于溫度測量

由于氦的性質接近理想氣體，因此它適用于極低溫度下的蒸汽壓力溫度計。

2.對于浮力

最常見的應用是氣球和飛艇。氣球用于30000米以上的氣象高度觀測、電視傳輸和宇宙輻射測量。飛艇用于在森林地區運輸木材和其他重型砍伐路線。歷史上最大的飛艇直徑40米，總長230米，充氦氣體18000米，時速120公里，飛行10000公里。自20世紀70年代以來，氣球通信取得了驚人的發展。目前，美國、伊朗和許多其他國家建造或使用氣球通信站；法國正在開發更大規模的平流層氣球通信，以便向九個西歐國家進行電視廣播。氣球通信具有效率高、投資少、易于制造等優點。

它可廣泛應用于軍事、工農業生產、水利、氣象、文化、教育、衛生等諸多方面。氣球的標準體積約為7000立方米，長度約為54米，最大直徑為18米。它是流線型的，充滿了氦氣。在3000米高空，有效升力可達1.6噸。預計即使在衛星通信日益發展的朱萊，氣球通信也不會被淘汰。

3.用于呼吸氣體

氦在空氣中在血液中的溶解度隨著外部壓力的增加而增加。因此，在深水潛水作業中，應使用氦氧混合物代替空氣作為呼吸氣體，以防止深水作業引起的潛水病。氦氧混合物可用于500米的潛水深度，并為在海洋中提取石油和天然氣提供條件。這種混合氣體也用于哮喘等的醫療治療。

4.用于檢漏

氦具有特殊的擴散性質，只要使用少量的氦，就可以檢測到微小的泄漏，甚至每3000年只過期一升的小孔也可以檢測到，因此它廣泛用于高真空設備、核反應堆、宇宙飛船等方面的泄漏檢測。

5.氣相色譜用載氣

6.用于焊接

這種應用始于20世紀30年代，特別是用于鋁、鐵和其他元素的金屬焊接。在工業中，氦氣、氬氣或氦氣和氬氣的混合物經常被用作保護氣體。

7.它用于熔化鈦、鋯和鉿等稀有金屬，在這方面與氬具有相同的效果。

8.用于高速風洞

航空航天工業中，氦用于超音速或亞音速高速風洞，在高壓下釋放氨，以獲得高速氣流。

9.在火箭和空間導航中的應用

氦氣是一種壓縮氣體，用于輸送液體燃料（如液氫、液氧、液態氟等），也用于清潔發動機和噴油器的機器管道。

10.核反應堆

氦用于核反應堆的冷卻和熱交換，以及修復后濃縮鈾擴散元件的凈化。目前，正在研究利用核能生產單級鐵，其中氦被用作熱載體。