氦资源的应用

氦气作为一种不可再生资源，具有沸点低、导热性好、渗透性好、性质稳定、绝对零度不固化等独特性能。因此，氦气被广泛应用于航空航天、军工、核电、医疗、潜艇、尖端科研、高端制造等领域，是国防军工和高科技产业发展不可或缺的战略性资源，堪称气体界的“稀土”。

尤其近年来随着5G、高端芯片、航空航天等高端制造业的快速发展，氦气的应用也随之“嗨”了起来。2020年我国氦气应用领域中光纤、半导体方面占比为56%，国防军事、核磁共振、低温超导、大科学研究等低温应用占23%，检测气体占7%，焊接保护气及其他方面的应用占14%。

在电子产业的应用

芯片制造环节中，除了需要用到光刻机、光刻胶、硅片等关键设备和原材料以外，惰性气体也是必不可少的原料。利用惰性气体极不活泼的化学性质，可用于生产过程中的保护气。另外，由于氦气具有高导热性，它还能高效散热，这可以在半导体制造过程中降低硅片的温度，使半导体的体积更小。

氦气还可以用于光纤的生产。光纤生产的道环节是生产玻璃制棒，在生产过程中，熔融玻璃需要2000度的高温，正是由于氦气的稳定性和良热导性，可以让加热拉长的光纤快速冷却下来。目前，每生产100公里的光纤，就需要2立方米的氦气。氦气还被用于很多电子设备的制造过程中，如平板显示屏。

在航空航天方面的应用

氦气作为最轻的惰性气体，性格沉稳，用它来给火箭液体燃料和氧化剂增压，再合适不过了，在相同条件下，排挤1立方容积推进剂所需要的氦气质量仅为氮气的1/7，氧气的1/8。无论是液氧煤油火箭发动机还是液氢液氧火箭发动机，其燃料和氧化剂的输送系统，都有氦的密切参与。发射一枚运载能力13吨量级的天顶号运载火箭，需要消耗氦气约900公斤。有数据统计，NASA（美国国家航空航天局）每年要用掉500余吨的氦气。另外，液体燃料火箭、宇宙飞船、液体燃料导弹等在加注燃料之前，必须使用氦清洗增压液氢罐和管道系统。

在核能发电方面的应用

第四代核反应堆—高温气冷堆系统是以氦气作为冷却剂的反应堆，氦气除了具有化学惰性、放射性惰性的优点以外，由于其中子吸收截面极小，他的热导率是二氧化碳的4.5倍，比热容是二氧化碳的3.5倍，输送热量时消耗的功率远远低于除氢气外的其他气体，因此可以在发电时提高热能利用效率，还能用于空气冷却，减少热污染，在冷却水源不足的地方形成了替代作用。石岛湾核电高温气冷堆核电站示范工程是国内座高温气冷堆示范电站，是全球首座将四代核电技术成功商业化的示范项目。石岛湾核电站便是采用了氦气作为冷却剂。

在医学领域的应用

氦的沸点是4.2开尔文，也就是零下268摄氏度，非常接近绝对零度。当铌钛或铌锡合金被液氦冷却到该温度时，会变成几乎没有电阻的超导体，由超导体构成的电磁铁可以形成极强的磁场，且具有非常高的稳定性。超低温冷却技术在超导技术等领域有较广泛的应用，对前沿物理研究、磁共振成像技术（MRI），核磁共振技术（NMR）等领域发挥着重要作用。氦气是目前唯一一种具有这些特性、而且能够为我们所用的物质。

在潜水方面的应用

由于潜水时巨大的水压，正常空气中的氮气会被压入血液，导致“醉氮反应”的发生，这是一种非常危险的情况，人体会在“醉氮”情况下像醉酒一样头晕眼花、反应迟钝、失去判断力。但是氦氧混合气体就能有效避免这种情况发生，因为氦气在高压下也不会溶到人体血液里。

保护气和检验分析

氦气是惰性气体，无毒无辐射，可以做保护气和检验分析。氦气常用于镁、锆、铝、钛等金属焊接的保护气；氦气还应用于真空检漏，氦质谱检漏仪的重要组件。

其他方面的应用

氦气的密度是0.1786千克每立方米，远远小于空气密度1.29千克每立方米，而且化学性质极不活跃，比氢气安全很多，因此常常作为飞船或气球的填充气体。

氦气液化后当温度降低到2.18开尔文（大约零下271摄氏度）时，性质会发生突变，粘度变得极小，可以沿着杯壁向上流动，这是一种超流体状态，具有极好的流动性和导热性。

此外，氦还在量子计算机、激光制导武器、潜艇、高超声速风洞、电磁弹射器、电磁轨道炮、相控阵雷达和电子支付方面发挥至关重要作用。氦-3是第三代核聚变的重要材料。

总之，氦是我国科技创新、产业升级和高质量发展的重要资源，是实现科技强国目标的重要抓手，其产业前景非常广阔。