Izotopy helia

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 4. března 2021; kontroly vyžadují 7 úprav .

Izotopy helia jsou různé druhy atomů (a jader ) chemického prvku helia , které mají v jádřerůzný obsah neutronů . Celkem je v tuto chvíli známo 9 izotopů, ale pouze dva z nich jsou stabilní. Přírodní helium se skládá ze dvou stabilních izotopů : 4 He ( zastoupení izotopů - 99,99986 %) a mnohem vzácnějšího 3 He (0,00014 %; obsah helia-3 v různých přírodních zdrojích se může značně lišit) [1] [2] . Nejdéle žijící radioizotop je 6 He s poločasem rozpadu 807 milisekund.

Původ

Helium v atmosféře, které se téměř celé skládá z těžkého nuklidu He 4 , je produktem α-rozpadu těžkých radioaktivních prvků ( uran , radium , thorium , aktinium ), jen malá část je reliktní (tj. , zachycené před miliardami let zhutněným kosmickým prachem, ze kterého vznikla Země) [1] [2] . Rychlost produkce helia je zanedbatelná a je asi 1,16⋅10 −7 cm³ na 1 g U a 2,43⋅10 −8 cm³ na 1 g Th za rok. Jedna tuna uranu vázaného v minerálech emituje ročně pouze 0,12 cm³ helia. Tento proces ročně nashromáždí (25-28)⋅10 6 m³ plynu ve vrstvách Země a vody dostupné pro studium [1] .

Obsah 3 He v heliu uvolněném z atmosféry je zanedbatelný, poměr 3 He/ 4 He pro vzduch je 1,1⋅10 −6 a pro helium ze zemních plynů 1,4⋅10 −7 . Bylo zjištěno, že 3 He se získává jako výsledek β-rozpadu těžkého vodíkového nuklidu - tritia , které vzniká při řadě jaderných reakcí v zemské kůře a horních vrstvách atmosféry. V druhém případě se tritium vyskytuje, když je dusík bombardován neutrony kosmického záření [2] :

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

Tritium s poločasem rozpadu ( T 1/2 = 12,46 let ) se mění na 3 He:

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

Hvězdné helium (helium vesmíru ) je produktem termonukleární fúzní reakce vodíkových jader probíhajících na Slunci a hvězdách v cyklech proton-proton a uhlík-dusík [1] .

Je známo ještě šest radioaktivních izotopů helia, které jsou produkty umělých jaderných reakcí . Tak například nuklid 6 He byl získán bombardováním berylia neutrony [1] :

Nuklidový symbol	Z ( p )	N( n )	Izotopová hmotnost [3] ( a.u.m. )	Poločas [ 4] (T 1/2 )	Rozpadový kanál	Produkt rozpadu	Spin a parita jádra [4]	Rozšíření izotopu v přírodě	Rozsah změn v množství izotopů v přírodě
Nuklidový symbol	Excitační energie			Poločas [ 4] (T 1/2 )	Rozpadový kanál	Produkt rozpadu	Spin a parita jádra [4]	Rozšíření izotopu v přírodě	Rozsah změn v množství izotopů v přírodě
2 On	2	0	2,015894±(2)	< 10 −9 s [5]	p (>99,99 %)	2jeden H	0+#
2 On	2	0	2,015894±(2)	< 10 −9 s [5]	β + (<0,01 %)	2 H	0+#
3 On	2	jeden	3,016029321967±(60)	stabilní			1/2+	0,000002±(2) [6]
čtyři On	2	2	4,002603254130±(158)	stabilní			0+	0,999998±(2) [6]
5 On	2	3	5,012057±(21)	(602 ± (22))⋅10 -24 s [ 759 ± (28) keV ]	n	čtyři On	3/2-
6 On	2	čtyři	6,01888589±(6)	806,92±(24)ms	β − ( 99,999722 ± (18) %)	6 Li	0+
6 On	2	čtyři	6,01888589±(6)	806,92±(24)ms	β − , dělení ( 0,000278 ± (18) %)	čtyři on ,2 H	0+
7 On	2	5	7,027991±(8)	(2,51 ± (7))⋅10 -21 s [ 181,9 ± (5,1) keV ]	n	6 On	(3/2)
osm On	2	6	8,03393439±(10)	119,5 ± (1,5) ms	β − ( 83,1 ± (1,0) %)	osm Li	0+
					β − ,n ( 16 ± (1) %)	7 Li
					β − , dělení ( 0,9 ± (1) %)	5 on ,3 H
9 On	2	7	9,043950±(50)	(2,5 ± (2,3)) ⋅10-21 s	n	osm On	1/2 (+)
deset On	2	osm	10,05282±(10)	(260 ± (40))⋅10 -24 s [ 1,8 ± (3) MeV ]	2n	osm On	0+

Izotopy helia
Stáj: 3 On: Helium-3 , 4 On: Helium-4 Nestabilní (méně než jeden den) : 2 On: Helium-2 ( Diproton ), 5 On: Helium-5 , 6 On: Helium-6 , 7 On: Helium-7 , 8 On: Helium-8 , 9 On: Helium -9 , 10 He: Helium-10
viz také. Helium , Tabulka nuklidů

Izotopy helia

Původ

Tabulka izotopů helia

Vysvětlivky k tabulce

Poznámky