Izotopi helija

Trenutno je znanih 9 helijevih izotopov, od ²He do ¹⁰He. ³He in ⁴He sta edina stabilna izotopa. Helij-3 je sestavljen iz dveh protonov in enega nevtrona ter je tako eden izmed dveh stabilnih izotopov, ki ima več protonov in nevtronov (drugi je protij) ter edini stabilni izotop z masnim številom 3. ⁴He je drugi stabilni izotop ter ima v jedru dva protona in nevtrona. Imenuje se tudi didevteron, saj je sestavljen iz dveh jeder devterija. Za tako nizko masno število ima zelo veliko energijo vezanja na nukleon (7074 keV), kar je vzrok, da noben izotop z masnim številom 5 ni stabilen in je posledično tako veliko atomov v vesolju ostalo vodik in helij. Poleg njiju naj bi se v naravi pojavljal še helij-2, imenovan tudi diproton. Njegov obstoj še ni povsem dokazan, vendar je velika verjetnost, da obstaja. V naravi naj bi nastal, ko helij-4 v kozmičnih žarkih trči v vodik v vesolju ali višjih slojih atmosfere. Poleg tega je ključen pri proton-proton fuziji v zvezdah. Nastane s fuzijo dveh protijevih jeder (protonov). Iz hitrosti te pretvorbe lahko izračunamo, kolikokrat razpade na devterij.^[2] Ostala dva izotopa se prav tako pojavljata v fuziji; ³He nastane s fuzijo dveh jeder devterija, ⁴He pa s fuzijo dveh jeder helija-3.

Izotopi ⁵He – ¹⁰He so bili prizvedeni sintetično. Vsi imajo zelo kratke razpolovne dobe, ki so zelo dober prikaz tega, da so izotopi s sodim številom nevtronov bolj stabilni. Izotopi s sodim številom nevtronov imajo razpolovni čas nekaj milisekund, tisti z lihim pa nekaj zeptosekund. Izjemi sta ⁵He in ¹⁰He, ki sta oba manj stabilna, kot bi pričakovali. ⁵He ima le en nevtron več kot zelo stabilni ⁴He, zato ima veliko težnjo po temu, da se ga znebi. ¹⁰He ima veliko preveč nevtronov in čeprav jih je magično število, to povzroči, da razpade praktično takoj.

Jedro helija-4 nastane tudi pri alfa razpadu.

1. ↑ Meija, Juris; in sod. (2016). »Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report)«. Pure and Applied Chemistry. 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
2. ↑ Siegel, Ethan. »The Sun's Energy Doesn't Come From Fusing Hydrogen Into Helium (Mostly)«. Forbes (v angleščini). Pridobljeno 5. februarja 2021.