Изотопы гелия

Изото́пы ге́лия — разновидности атомов (и ядер) химического элемента гелия, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. Всего известно на данный момент времени 8 изотопов, но только два из них стабильны. Природный гелий состоит из двух стабильных изотопов: ⁴He (изотопная распространённость — 99,99986 %) и гораздо более редкого ³He (0,00014 %; содержание гелия-3 в разных природных источниках может варьировать в довольно широких пределах)^[1][2].

Гелий в атмосфере, почти весь состоящий из тяжёлого нуклида ⁴He, является продуктом α-распада тяжёлых радиоактивных элементов (урана, тория, актиния), лишь незначительная его часть является реликтовой (то есть захваченной миллиарды лет назад уплотнявшейся космической пылью, из которой образовалась Земля)^[1][2]. Скорость образования гелия ничтожна и составляет около 1,16·10⁻⁷ см³ на 1 г U и 2,43·10⁻⁸ см³ на 1 г Th в год. Одна тонна связанного в минералах урана испускает за год всего 0,12 см³ гелия. Этот процесс ежегодно накапливает в доступных изучению толщах Земли и вод (25-28)·10⁶ м³ газа^[1].

Содержание ³He в выделенном из атмосферы гелии ничтожно мало, отношение ³He/⁴He для воздуха равно 1,1·10⁻⁶, а для гелия из природных газов 1,4·10⁻⁷. Установлено, что ³He получается в результате β-распада тяжёлого нуклида водорода — трития, который образуется в ряде ядерных реакций в земной коре и верхних слоях атмосферы. В последних тритий возникает при обстреле азота нейтронами космического излучения^[2]:

$\mathrm{{}^{14}_{7}N} + \mathrm{{}^{1}_{0}n} \rightarrow \mathrm{{}^{3}_{1}T}+ \mathrm{{}^{12}_{6}C}.$

Тритий довольно быстро (T_1/2=12,46 лет) распадается с образованием ³He, электронов и антинейтрино:

$\mathrm{{}^{3}_{1}T}\rightarrow\mathrm{{}^{3}_{2}He}+ e^- + \bar{\nu}_e.$

Звёздный гелий (гелий Вселенной) — продукт термоядерной реакции синтеза ядер водорода, протекающей на Солнце и звездах по протон-протонному и углеродно-азотному циклам^[1].

Известны ещё шесть радиоактивных изотопов гелия, являющихся продуктами искусственных ядерных реакций. Так, например, нуклид ⁶He был получен при бомбардировке бериллия нейтронами^[1]:

$\mathrm{{}^{9}_{4}Be} + \mathrm{{}^{1}_{0}n} \rightarrow \mathrm{{}^{6}_{2}He}+ \mathrm{{}^{4}_{2}He}.$

Таблица изотопов гелия

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[3] (а. е. м.)	Избыток массы[3] (кэВ)	Период полураспада[4] (T1/2)	Спин и чётность (J π) ядра[4]	Распространённость изотопа в природе[4] (%)
3He	2	1	3,0160293191(26)	14931,2148(24)	Стабильный	1/2+	0,000137(3)
4He	2	2	4,00260325415(6)	2424,91565(6)	Стабильный	0+	99,999863(3)
с	3/2−
править] Пояснения к таблице Распространённость изотопов приведена для земной атмосферы. Для других источников значения могут сильно отличаться. Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних (по Z и N) нуклидов. Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки. Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8. Примечания ↑ 1 2 3 4 5 Фастовский В.Г., Ровинский А.Е., Петровский Ю.В. Глава первая. Открытие. Происхождение. Распространенность. Применение // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Атомиздат, 1972. — С. 3-13. — 352 с. — 2400 экз. ↑ 1 2 3 Финкельштейн Д.Н. Глава IV. Инертные газы на Земле и в космосе // Инертные газы. — Изд. 2-е. — М.: Наука, 1979. — С. 76-110. — 200 с. — («Наука и технический прогресс»). — 19 000 экз. ↑ 1 2 Данные приведены по G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. ↑ 1 2 3 Данные приведены по G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Изотопы водорода • Периодическая таблица по изотопам элементов • Изотопы лития Wikimedia Foundation. 2010. Игры ⚽ Нужно решить контрольную? Изотопы аргона Изотопы криптона Полезное Смотреть что такое "Изотопы гелия" в других словарях: ИЗОТОПЫ ГЕЛИЯ В ГЕОЛОГИИ — изотопы Не3 и Не4 постоянно образуются в литосфере за счет ядерных реакций и распада естественных радиоэлементов. Для гранита отношение Не3/Не4составляет около 10 7. В радиоактивных м лах наблюдается преимущественное образование Не4и Не3/Не4… …   Геологическая энциклопедия Изотопы —     Ядерная физика …   Википедия Изотопы лития — разновидности атомов (и ядер) химического элемента лития, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 9 изотопов лития и ещё 2 возбуждённых изомерных состояний некоторых его нуклидов. Таблица изотопов лития Символ… …   Википедия Изотопы водорода — Изотопы водорода  разновидности атомов (и ядер) химического элемента водорода, имеющие разное содержание нейтронов в ядре. На данный момент известны 7 изотопов водорода. Таблица изотопов водорода Символ нуклида Z(p) N(n) Масса изотопа[1] ( …   Википедия изотопы — ов; мн. (ед. изотоп, а; м.). [от греч. isos равный и topos место] Спец. Разновидности одного и того же химического элемента, различающиеся массой атомов. Радиоактивные изотопы. Изотопы урана. ◁ Изотопный, ая, ое. И. индикатор. * * * изотопы (от… …   Энциклопедический словарь Изотопы кислорода — В конце жизни массивной звезды, H оболочке и He оболочке Изотопы кислорода разновидности атомов (и ядер) …   Википедия Изотопы — (от Изо... и греч. tópos место)         разновидности одного химического элемента, занимающие одно место в периодической системе элементов Менделеева, но отличающиеся массами атомов. Химические свойства атомов, т. е. принадлежность атома к тому… …   Большая советская энциклопедия Гелий — У этого термина существуют и другие значения, см. Гелий (значения). 2 Водород ← Гелий → Литий …   Википедия Гелий-3 — У этого термина существуют и другие значения, см. Гелий (значения). Гелий 3 Таблица нуклидов Общие сведения Название, символ Гелий 3, 3He Нейтронов 1 Протонов 2 Свойства нуклида Атомная …   Википедия Гелий-4 — У этого термина существуют и другие значения, см. Гелий (значения). Гелий 4 Таблица нуклидов Общие сведения Название, символ Гелий 4, 4He Нейтронов 2 Протонов 2 Свойства нуклида Атомная …   Википедия 18+ © Академик, 2000-2024 Обратная связь: Техподдержка, Реклама на сайте 👣 Путешествия Экспорт словарей на сайты, сделанные на PHP, Joomla, Drupal, WordPress, MODx. Пометить текст и поделиться Искать во всех словарях Искать в переводах Искать в Интернете Поделиться ссылкой на выделенное Прямая ссылка: … Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»