Isòtops de l'heli
From Wikipedia, the free encyclopedia
Encara qu hi ha vuit isòtops coneguts de l'heli (He) (massa atòmica estàndard: 4.002602(2) u), només l'heli-3 (³He) i l'heli-4 (4He) són estables. En l'atmosfera terrestre, hi ha un àtom de ³He per cada milió d'àtoms de 4He.[1] No obstant això, l'heli és força inusual i la seva abundància isotòpica varia molt depenent del seu origen. Al medi interestel·lar, la proporció de ³He és unes cent vegades més alta.[2] Les roques de l'escorça terrestre tenen ràtios d'isòtops que varien fins a un factor de deu; fet que s'usa en geologia per a investigar l'origen de les roques i la composició del mantell terrestre.[3]
L'isòtop més comú, 4He, es produeix a la terra per desintegració alfa d'elements radioactius més pesants; les partícules alfa que sorgeixen són nuclis d'4He completament ionitzats. L'4He és un nucli inusualment estable, ja que els seus nucleons estan disposats en capes completes. També es formà en grans quantitats durant la nucleosíntesi del big bang. Els diferents processos de formació dels dos isòtops estables de l'heli mostren les diferents abundàncies isotòpiques.
La mescla igual de ³He líquid i 4He per sota 0.8 K separarà en dues fases immiscibles degut a les seves dissimilituds (segueixen diferents estadístiques quantiques: els àtoms de 4He són bosons mentre els de ³He són fermions).[4] Els refrigeradors de dilució aprofiten les inmiscibilitat d'aquests dos isòtops per adquirir temperatures d'uns pocs mil·likelvins. Només hi ha traces de ³He a la Terra, present principalment des de la seva formació, encara que alguns caigueren a la Terra atrapats en pols còsmica.[3] Algunes quantitats també es produeixen per desintegració beta de triti.[5] A les estrelles, no obstant, l' ³He és més abundant, un producte de la fusió nuclear. També la lluna i el regolit d'asteroide presenten traces de ³He a causa del bombardeig del vent solar.