如果你把氦氣放進氣球並放手，氣球會上升，直到達到約 33,000 英尺（10 公裡）的高度，此時會因為大氣壓力和氣球皮的強度不足以承受內部氣體的壓力而爆裂。
逃逸出的氦氣比大氣中的其他氣體輕，因此它會繼續上升並洩漏到太空中。這就是為什麼大氣中只有微量氦氣。那麼，氦氣是從哪裡來的呢？
自然放射性衰變形成氦氣
氦氣在太空中大量存在，由像太陽這樣的恆星內部的聚變反應產生。但地球上自然存在的氦氣是通過不同的過程產生的。在地球深處，像鈾和釷這樣的放射性元素衰變並轉變成其他元素。這些反應的副產品是由兩個中子和兩個質子組成的小碎片，稱為α-粒子。這些粒子從周圍環境中獲取電子並轉變成氦氣，逐漸通過地殼上升並排放到大氣中，最終進入太空。
提取天然氣是另一個來源
幸運的是，氦氣也存在於油氣鑽探從地下提取的天然氣中，這為我們提供了用於吹氣球以及各種工業過程的供應，如電弧焊接、MRI 和製造電腦用矽晶片。天然氣中必須含有一定量的氦氣—至少 0.3% 的體積，才能證明從天然氣中分離出氦氣的所有麻煩是值得的。
這是通過工業過程過濾其他雜質，如水、二氧化碳和硫化氫來實現的。最後使用稱為低溫處理的過程冷卻氣體並去除主要構成成分的甲烷，留下約 50% 至 70% 純度的粗氦氣，剩下的是少量氬氣、氖氣和氫氣。然後通過另一個冷卻和過濾過程對粗氦氣進行提純，最終得到純度超過 99% 的氦氣。
氦氣生產問題
問題在於，擁有足夠氦氣的天然氣田並不多，而且高效且經濟地提取氦氣非常困難。大多數氦氣來自少數幾個來源，包括美國政府在德克薩斯州的國家氦氣儲備。由於工業對氦氣的需求如此之大，供應量不足。這一短缺影響了像 Party City 這樣的企業，這是一家派對用品公司，他們關閉了大量門店。
液態氦對比氣態氦
當氦氣被冷卻到極低溫度時，它會轉變為液體。液態氦具有一些獨特的性質，比如無摩擦流動，使其在科學研究中非常有價值，特別是在低溫技術領域。雖然氣態氦在日常應用中更為常見，但液態氦對像 MRI 機器這樣的專業設備至關重要 。
關於氦氣的常見問答
氦氣是如何形成的？
鈾和釷的放射性衰變導致氦氣的形成。它們非常不穩定且傾向於衰變。
我們從哪裡獲取氦氣？
幾乎所有的氦氣都是從天然氣中提取的。這種氦氣來自美國和俄羅斯的地下氣田。
人們如何收集氦氣？
氦氣與天然氣一起開採。這是一個漫長的過程，需要使用鑽井技術打深井穿過地殼的頂層以達到任何天然氣儲備。
氦氣可以人工製造嗎？
氦氣在宇宙中大量存在。事實上，它是已知的第二多的元素。由於其化學成分，不可能人工製造氦氣，這就是為什麼只有從天然氣井中提取氦氣。
誰是氦氣的最大使用者？
NASA 是氦氣的最大消費者，每年使用大約 75 百萬立方英尺的氦氣。其次是美國國防部，他們使用氦氣來冷卻用作火箭燃料的氧氣和氫氣。