هلیوم یک عنصر شیمیایی گازی است با نماد He و عدد اتمی 2 و وزن اتمی 4,0026 g/mol .
گاز هلیوم یکی از گازهای نجیب در گروه O در جدول تناوبی است، این عنصر، دومین عنصر سبک است. منبع اصلی جهانی گاز هلیوم، میدان های گاز طبیعی در ایالات متحده می باشد.
هلیوم یک عنصر بی بو، بی رنگ و بی مزه و گازی غیر سمی است و نسبت به گاز های دیگر کمتر در آب حل میشود و یک عنصر کم واکنش نسبت به ترکیبات شیمیایی است. چگالی و چسبندگی گاز هلیوم بسیار کم است. رسانایی حرارتی و محتویات مرتبط به آن در این عنصر بالاست. هلیوم میتواند به صورت مایع در بیاید ولی چگالی حرارتی آن نسبت به تمام مواد شناخته شده ی دیگر کمتر است .
باید برای درک اهمیت گاز هلیوم در ابتدا بپردازیم توضیحی درباره اینکه کاربردهای گاز هلیوم در زندگی روزمره چیست. گاز هلیوم خصوصیات زیادی دارد، نقطه جوش کم، چگالی کم، قابلیت حل کم، هدایت حرارتی بالا و عدم رسانایی. بنابراین در برخی از موقعیت هایی که لازم است از هلیوم استفاده می شود .
گاز هلیوم اولین گازی است که از آن در پر کردن بالون ها و کشتی های هوایی استفاده شد، بعد از تحقیقات به عمل آمده در زمینه ی هواشناسی در ارتفاعات این نتیجه حاصل شد که گازهلیوم میتواند کاربرد درستی در این امر داشته باشد. کاربرد عمده ی هلیوم در جوشکاری به عنوان یک گاز ساکن محافظتی است .بزرگترین کاربرد آن در مواقعی ست که در زمینه خنک سازی است. هلیوم تنها عامل خنک سازی ست که میتواند با دمای کمتر از -434 فارنهایت سازگار باشد .
کاربرد اساسی این گاز در موقعیت هایی که دماهای بسیار پایین مورد نیاز است، توسعه ی حالت ابر رسانایی است که در آن مقاومت برق به حدود صفر میرسد. از کاربرد دیگر این گاز میتوان به فشرده سازی گاز در نیروی متحرک مایع در موشک ها اشاره کرد.
هلیوم بعد از هیدروژن به عنوان دومین عنصر فراوان در جهان شناخته شده است. هلیوم 23٪ جرم کل عناصر را تشکیل می دهد. گاز هلیوم بر روی زمین به واسطه ی یک واکنش رادیو اکتیوی ای شکل میگیرد ، بیشترین میزان گاز هلیوم تولید شده به سطح خارجی زمین رسیده و با اتمسفر مواجه می شود و وارد جو میشود. منطقی است که غلظت هلیوم در جو بالاتر از حد معمول باشد. باید گفت که وزن مولکولی کم آن اجازه می دهد تا با همان سرعت شکل گیری خود به فضا فرار کند و وارد جو شود . در هتروسفر حدود 600 کیلومتر لایه وجود دارد که گاز هلیوم میتواند بر آن غلبه کند (گرچه فشار کل بسیار پایین است). گاز های طبیعی شامل غلظت بیشتری از هلیوم نسبت به اتمسفر است.
سوالی که بسیار بحث بر انگیز این است که آیا گاز هلیوم سمی است؟ در اصل باید گفته شود که استنشاق گاز هلیوم برای سلامتی انسان مضر نیست مگر مقدار زیادی گاز هلیوم وارد بدن شود که در زیر به اثرات گاز هلیوم بر بدن می پردازیم.
گاز هلیوم می تواند به راحتی به هنگام تنفس وارد بدن انسان شود و سبب تغییر صدا و سرگیجه و ایجاد حس کسل کنندگی و سردرد و خفگی شود .در صورت برخورد پوست با هلیوم مایع، حالت یخ زدگی در بافت پوست ایجاد می شود و چشم ها در برخورد با هلیوم مایع دچار حالت یخ زدگی و احساس سرما در چشم میشود.
با مهار کردن این گاز و انجام عملیات تنفس، کاهش میزان اکسیژن هوا در بدن باعث خفگی فرد می شود. مقدار ورود این گاز به بدن باید به دقت بررسی شود .
هلیوم های طبیعی در موقعیت های استاندارد و عادی غیر سمی هستند و از لحاظ بیولوژیکی به مقدار کم رد هایی از وجود آن در خون انسان دیده می شود .