Helio-5

Helio (He)

Masa atómica estándar: 4.002602(2) uma

Los isótopos del helio incluyen dos isótopos naturales y seis isótopos exóticos inestables.

El helio-3, He-3, o ³He es un isótopo ligero del elemento químico helio. Es estable y no es radiactivo. El helión, núcleo del átomo de helio-3, está constituido por dos protones y un solo neutrón, en contraste con el helio ordinario (helio-4), que tiene dos neutrones. De acuerdo a CODATA, la masa de un helión es 5,006 411 92(0) × 10^–27 kg. este isótopo es mucho más escaso que el He-4

El helio-4 es un isótopo de helio no-radiactivo y ligero. Es, por lejos, el más abundante de los dos isótopos de helio naturalmente presentes, formando aproximadamente el 99.99986 % del helio en la Tierra. Su núcleo es una partícula alfa, que contiene dos protones y dos neutrones. Dado que la desintegración alfa es un modo de descomposición común para muchos radioisótopos, esto podría explicar su abundancia. De hecho, la descomposición alfa de elementos pesados es la fuente de la presencia natural del helio-4 en la Tierra.

Cuando se congela el helio-4 a menos de 2.17 kelvin (-271 °C), este se vuelve un superfluido, con propiedades muy diferentes a la de un líquido ordinario. Por ejemplo, si el helio-4 se deja en un vaso destapado, una delgada capa se forma a los lados del vaso, desbordándose. Este extraño comportamiento es el resultado de la relación de Clausius-Clapeyron y no puede ser explicada por el modelo actual de mecánica clásica ni por la física nuclear de los modelos eléctricos. Además su núcleo es estable ya que posee mayores fuerzas de atracción entre las partículas que de fuerzas de repulsión.

Se puede obtener mediante la fusión de deuterio (hidrógeno-2) y tritio (hidrógeno-3)

Un subconjunto de nucleidos exóticos ligeros, los isótopos exóticos del helio, tienen masas muy superiores a los isótopos naturales. Aunque todos los isótopos exóticos decaen con un periodo de semidesintegración menor de un segundo, los investigadores han creado desde hace tiempo isótopos del helio exóticos mediante colisiones en aceleradores de partículas, para obtener núcleos atómicos no comunes de elementos como el helio, litio y nitrógeno. Las extrañas estructuras nucleares de estos isótopos pueden dar alguna luz acerca de las propiedades de los neutrones aislados.

El isótopo exótico del helio más estudiado es el helio-8. Este isótopo consiste en un núcleo normal de helio-4 rodeado por cuatro neutrones formando un "halo". Los nucleidos "halo" se han convertido en un área de investigación bastante activa. Se ha confirmado la síntesis de isótopos como el ¹⁰He, con dos protones y ocho neutrones, mientras que el ⁴He tiene sólo dos neutrones.