Helium-3

Helium-3 (též helium 3, značka ³He, někdy nazývané také tralfium^[4][5]) je lehčí a mnohem méně běžný izotop helia, tvoří asi 0,000 137 % helia v přírodě. Jeho jádro se skládá z 2 protonů a 1 neutronu. Jedná se, spolu s vodíkem-1, o jeden ze dvou stabilních nuklidů, které mají v jádru více protonů než neutronů.

helion (h, 3He2+)
Schéma helionu (2 kladně nabité protony + 1 neutrální neutron)
Obecné vlastnosti
Klasifikace	složená částice (atomové jádro)
Složení	2×p + n
Antičástice	antihelion (2×p + n)
Fyzikální vlastnosti
Klidová hmotnost	2808,391 611 12(88)[6] MeV/c2 5,006 412 7862(16) × 10−27[6] kg
Elektrický náboj	+2 e
Magnetický moment	−2,127 625 3498(17)[6] μN
Spin	½ ħ

Helium-3
1s2 3 He 2
Obecné
Název, značka, číslo	Helium-3, He, 2
Chemická skupina	Vzácné plyny
Atomové vlastnosti
Relativní atomová hmotnost	3.016 029 322(2)[1]
Elektronová konfigurace	1s2
Bezpečnost
GHS04 [2] Varování[2]
Izotopy
I V (%) S T1/2 Z E (MeV) P 3He 0,0 002(2)[3] +1/2 je stabilní s 1 neutronem
Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
He

Jádro helia-3 se nazývá helion.

Vznik a výskyt

Vznik

Helium-3 vzniká termojadernou fúzí v nitru hvězd, dalším možným způsobem vzniku je bombardování lithia neutrony, např. ze samovolného štěpení nebo jadernými reakcemi s kosmickým zářením. Případně také beta minus rozpadem tritia.

³He pocházející z jaderných reaktorů

Některé jaderné reaktory pravidelně uvolňují do atmosféry helium 3 a tritium, zejména když dojde k poruše. Při Černobylské havárii se do ovzduší dostalo velké množství radioaktivního tritia (rozpadajícího se s poločasem rozpadu 12,32 roků na ³He). Mimoto se do ovzduší záměrně dostávají významná množství helia-3 vznikajícího ozařováním lithia-6.

Výskyt

Na Zemi se helium-3 vyskytuje velmi vzácně, ovšem předpokládá se, že jeho výskyt bude větší na Měsíci (zde se po miliardy let hromadí v svrchní vrstvě regolitu ³He pocházející ze slunečního větru).^[7] Zde je ovšem také přítomno ve velmi malém množství (28 ppm měsíčního regolitu tvoří helium-4 a koncentrace helia-3 je odhadována na 1 až 50 ppb^[8][9], což je 1 až 50 mg/t). Také se nachází ve větším množství v sluneční soustavě v atmosférách plynných obrů. V přírodě se vyskytuje 10 000krát vzácněji než ⁴He.
Část helia-3 přítomného v zemské atmosféře je pozůstatkem po testování jaderných zbraní.

³He se vyskytuje jako prvotní nuklid unikající ze zemské kůry do atmosféry a do meziplanetárního prostoru.

Použití

Helium-3 je využitelné jako palivo druhé generace pro termonukleární fúzi, ovšem zatím žádné fúzní elektrárny nejsou ve výstavbě, připravuje se tokamak ITER, který by se měl stát předstupněm ke komerčnímu využití termonukleární fúze v energetice.