浮揚ガス
ヘリウムは2番目に軽いガスである。そのため、浮揚ガスに適しており、風船やアドバルーン、飛行船などに利用されている。
主な利点は、不燃性であることである。しかし、ヘリウムには以下に挙げるようにいくつかの欠点もある。
水素と同じく拡散速度が速い ヘリウムは分子半径が小さいため拡散係数が大きく、水素よりも拡散しやすい。
高価
地球上では非常に少ない 地球内のウランやトリウムなどの放射性物質のゆっくりとしたアルファ崩壊によって生じるヘリウムが閉じ込められ、ガス田となる。天然のガス田は主にアメリカにあり、商業的に利用可能な数少ないガス田となっている。ヘリウムは枯渇性資源であり、人間の手では他の材料から製造することは不可能である。ヘリウムで満たされた気球が破裂するなどして大気中にヘリウムが放出されると、宇宙に逃げて失われてしまう。
水素は現在確認されている最も軽いガス (空気の密度の約14分の1) であり、持ち上げるのに最も適している。水性ガスシフト反応や電気分解などで簡単に大量生産できるものの、以下に挙げるようにいくつかの欠点がある。
非常に燃えやすい 一部の国では商用に浮揚ガスとして水素を使用することが禁止されているが、アメリカ、イギリス、ドイツでは、レクリエーションにおいて自由に気球を飛ばすことが許可されている。 水素によってもたらされる安全性の問題の例として、ヒンデンブルク号爆発事故がよく挙げられる。水素と比べるとヘリウムはコストが高いため、研究者は水素を使用することの安全性の問題を再び調査するようになり、水素を安全に浮揚ガスとして用いることができないかを考えた。水素を漏らさないような取り扱い方を徹底することにより、リスクは大幅に減らすことができる。
分子が非常に小さく、拡散速度が速い ラテックスなどの多くの材料に拡散しやすく、そのために気球などが短時間で収縮する。これを防ぐため、多くの水素またはヘリウムで満たされた気球がゴムなどから作られており、このようなゴム気球は、日本では気象観測等に使われている。