Izotopoj de heliumo

Estas konataj 8 izotopoj de heliumo (He) kaj nur du el ili, 3He kaj 4He, estas stabilaj.

La norma atompezo estas 4,002602(2) u.

En la atmosfero de Tero, estas unu 3He atomo por ĉiu miliono da heliumaj atomoj. Tamen, heliumo estas nekutima elemento en tio ke ĝia izotopa abundeco varias grande dependante de ĝia fonto. En la interstela mediumo, la parto de 3He estas je proksimume 100 fojoj pli alta. Rokoj de la terkrusto havi izotopajn rilatumoj variantaj dekfoje, ĉi tio estas uzata en geologio por esplori fonton de la rokoj kaj la komponaĵon de la Tera termantelo (gasmufo).

La malsamaj formigaj procezoj de la du stabilaj izotopoj de heliumo produktas la malsamajn izotopajn abundecojn.

La plej komuna izotopo, 4He, estas produktata en Tero per alfo-disfalo de pezaj radioaktivaj elementoj. La alfo-partikloj kiu aperas dum la disfalo estas plene jonigita kernoj de 4He. 4He estas nekutime stabila kerno ĉar ĝiaj nukleonoj estas aranĝitaj en plenajn ŝelojn ĉar la kvantoj de la nukleonoj estas magiaj nombroj. Ĝi estis ankaŭ formita en enormaj kvantoj dum praeksploda atomkernosintezo.

Egalaj miksaĵoj de likvaj 3He kaj 4He pli sube 0,8 K apartiĝas en du nemikseblajn fazojn pro ilia malsimileco, ĉar ili sekvas malsamajn kvantumajn statistikojn, 3He atomoj estas fermionoj kaj 4He atomoj estas bosonoj. Dissolva frostujo prenas avantaĝon de la nemiksebleco de ĉi tiuj du izotopoj por atingi temperaturojn de kelkaj milikelvinoj.

Estas nur spura kvanto de 3He sur Tero, unuavice estanta ekde la formigo de la Tero, kvankam iu kvanto da ĝi daŭre falas el kosma polvo. Spuraj kvantoj estas ankaŭ produktataj per la beto-disfalo de tricio. En steloj, tamen, 3He estas pli abunda, kiel produkto de fuzio. Ekstraplaneda materialo, kiel luno kaj asteroidoj havas spurajn kvantojn de 3He pro tio ke ili estas bombardataj de suna vento.

 Ekzotikaj heliumaj izotopoj 
Ekzotikaj heliumaj izotopoj havas pli grandajn atomajn masojn ol naturaj heliumaj izotopoj. Ĉiuj ekzotikaj heliumaj izotopoj estas radiaktivaj kun duoniĝotempoj malpli grandaj ol sekundo.

Esploristoj kreis la ekzotikajn izotopojn per kolizioj en partiklaj akceliloj al krei nekutimaj atomaj kernoj por eroj kiel heliumo, litio, kaj azoto. La bizaraj atomkernaj strukturoj de ĉi tiaj izotopoj donas eblecon studi la izolitajn propraĵojn de neŭtronoj.

La plej mallonge vivanta izotopo estas heliumo-5 kun duoniĝotempo de 7.6×10−22 sekundoj. Heliumo-6 disfalas per elradiado de beta partiklo kaj havas duoniĝotempon 0,8 sekundoj. Heliumo-7 disradias beta partiklo kaj ankaŭ gama-radiadon. Heliumo-6 iam disfalas per eligo de deŭteria kerno kaj heliumo-8 iam disfalas per eligo de tricia kerno. La plej larĝe studita ekzotika heliuma izotopo estas heliumo-8. Ĉi tiu izotopo, kaj ankaŭ heliumo-6, estas opiniata kiel konsistanta el normala kerno de heliumo-4 ĉirkaŭbarita per neŭtrona haloo, konsistanta el du neŭtronoj ĉe heliumo-6 kaj kvar neŭtronoj ĉe heliumo-8.

Ekzisto de izotopoj supren ĝis heliumo-10, kun du protonoj kaj ok neŭtronoj, estas konfirmita.

Heliumo-7 kaj heliumo-8 estas hiperfragmentoj kiuj estas kreataj en certaj atomkernaj reakcioj.

 Heliumo-2 (duprotono) 

Heliumo-2 estas hipoteza izotopo de heliumo kiu laŭ teoriaj kalkuloj devus ekzisti se la forta nuklea forto estus je 2% pli granda. Ĉi tiu atomo devus havi du protonojn sen neŭtronoj.

 Tabelo 
 Izotopo Z(p) N(n) Izotopa maso (u) Duoniĝotempo Atomkerna  spino Molea frakcio  de la izotopo Limigoj de natura  variado  de la molea frakcio Notoj 3He 2 1 3.0160293191(26) Stabila 1/2+ 0,00000134(3) 4,6×10−10 - 0,000041 4He 2 2 4.00260325415(6) Stabila 0+ 0,99999866(3) 0,999959 - 1 5He 2 3 5,01222(5) 700(30)×10−24 s [0,60(2) MeV] 3/2- Ege malstabila, disfalas al 4He. 6He 2 4 6,0188891(8) 806,7(15) ms 0+ Produktatas de 7He aŭ 11Li, disfalas al 6Li tra beto-minus-disfalo. 7He 2 5 7,028021(18) 2,9(5)×10−21 s [159(28) keV] (3/2)- Ege malstabila, disfalas al 6He. 8He 2 6 8,033922(7) 119,0(15) ms 0+ Disfalas al 7Li tra beto-disfalo tiam elradias malfruigitan neŭtrono. 9He 2 7 9,04395(3) 7(4)×10−21 s [100(60) keV] 1/2(-#) Ege malstabila, disfalas al 8He. 10He 2 8 10,05240(8) 2,7(18)×10−21 s [0,17(11) MeV] 0+ Ege malstabila, disfalas al 9He.

 Notoj 
 Mallongigoj de duoniĝotempo estas: s=sekundo, ms=milisekundo, µs=mikrosekundo, ns=nanosekundo.
 La izotopa komponaĵo estas al tiu en aero.
 La precizeco de la izotopaj abundecoj kaj atompezo estas limigita per variadoj. La donitaj limigoj devus esti aplikeblaj al ĉiu normala surtera materialo.
 Geologie esceptaj specimenoj estas konataj en kiuj la izotopa komponaĵo estas ekster la donita limigo. La necerteco de la izotopa maso povas superi la donitan valoron por ĉi tiaj specimenoj.
 Valoroj markitaj per # estas ne pure derivitaj de eksperimentaj datumoj, sed almenaŭ parte de sistemaj tendencoj. Spinoj kun malfortaj asignaj argumentoj estas enmetitaj en krampojn.
 Necertecoj estas donitaj en konciza formo en krampoj post la respektivaj lastaj ciferoj. Necertecaj valoroj signifas unu norman diferencon, escepte izotopan komponaĵon kaj norman atompezon de IUPAC kiuj uzas elvolvitajn necertecojn.

 Vidu ankaŭ 
 Alfo-partiklo

 Eksteraj ligiloj 

 Izotopaj masoj de Ame2003 pritakso de atomaj masoj  de G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault kaj O. Bersillon en Atomkerna Fiziko A729 (2003).
 Izotopaj komponaĵoj kaj normaj atomaj masoj de Atompezoj de la eroj. Recenzo 2000 (Teknika raporto de IUPAC). Pure Appl. Chem. Volumo. 75, No. 6, pp. 683-800, (2003) kaj Atomaj pezoj peviziitaj (2005) .
 Audi, Bersillon, Blachot, Wapstra. La Nubase2003 pritakso de atomkernaj kaj disfalaj propraĵoj , Nuc. Phys. 729, pp. 3-128 (2003).
 NuDat 2.1 datumbazo Nacia Atomkerna Datuma Centro, Nacia Laboratorio Brookhaven (ekstraktita en septembro de 2005).
 Ĝeneralaj tabeloj  - abstraktoj por heliumaj kaj aliaj ekzotikaj malpezaj kernoj
  (ekstraktita en la 5-a de januaro de 2007)
 Fontoj de heliumo


Kategorio:Izotopoj