ヘリウムは、軍事産業、科学研究、石油化学、冷凍、医療、半導体、パイプラインの漏れ検出、超電導実験、金属製造、深海ダイビング、高精度溶接、光電子製品の製造などで広く使用されています。
(1) 低温冷却:液体ヘリウムの沸点が-268.9℃と低いことを利用し、超低温冷却が可能です。超低温冷却技術は、超電導技術をはじめとする幅広い分野で応用されています。超電導材料が超電導特性を示すには、低温(約100K)にする必要があります。ほとんどの場合、このような極低温を容易に達成できるのは液体ヘリウムだけです。。超電導技術は、運輸業界のリニアモーターカーや医療分野のMRI装置などに広く活用されています。
(2) 風船の膨張: ヘリウムの密度は空気の密度よりもはるかに小さいため (空気の密度は 1.29kg/m3、ヘリウムの密度は 0.1786kg/m3)、化学的性質は非常に不活性です。ヘリウムは水素よりも安全であるため(水素は空気中で引火性があり、爆発する可能性があります)、宇宙船やアドバルーンの充填ガスとしてよく使用されます。
(3) 検査・分析:機器分析に一般的に使用される核磁気共鳴分析装置の超電導磁石は液体ヘリウムで冷却する必要がある。ガスクロマトグラフィー分析では、キャリアガスとしてヘリウムがよく使用されます。ヘリウムの透過性の良さと不燃性を活かして、ヘリウム質量分析計リークディテクターなどの真空リーク検査にも使用されています。
(4) シールドガス:ヘリウムは不活性な化学的性質を利用して、マグネシウム、ジルコニウム、アルミニウム、チタンなどの金属の溶接のシールドガスとしてよく使用されます。
(5) その他の側面: ヘリウムは、高真空装置や原子炉内のロケットや宇宙船で液体水素や液体酸素などの液体推進剤を輸送するための加圧ガスとして使用できます。ヘリウムは原子炉の洗浄剤や海洋開発分野での呼吸用混合ガス、ガス温度計の充填ガスなどとしても使用されています。