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헬륨(He)은 아홉 종류의 동위 원소가 알려져 있으며, 이 중에서 헬륨-3(3He)과 헬륨-4(4He)만이 안정 동위 원소이다. 다른 방사성 동위 원소는 모두 짧은 수명을 가지며, 그 중 6He이 반감기 806.7 밀리초로 가장 길다.
지구 대기 중에는 4He 원자 백만개 당 3He 원자 하나의 비율로 존재한다. 지각의 암석에서의 구성비는 장소에 따라 열배까지 차이가 나기도 한다.
헬륨의 평균 원자 질량은 4.002602(2) u이다.
| 핵종 기호 |
Z(p) | N(n) | 동위 원소 질량 (u) | 반감기 | 붕괴 방식[1] |
붕괴 생성물[n 1] |
핵 스핀 |
자연 존재비 (몰 분율) |
존재 비율의 변동 범위 (몰 분율) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2He[n 2] | 2 | 0 | 2.015894(2) | ≪ 1ns | p (>99.99%) | 2 1H | 0+(#) | ||
| β+ (<0.01%) | 2H | ||||||||
| 3He[n 3] | 2 | 1 | 3.0160293191(26) | 안정[n 4] | 1/2+ | 1.34(3)×10−6 | 4.6×10−10-4.1×10−5 | ||
| 4He[n 3] | 2 | 2 | 4.00260325415(6) | 안정 | 0+ | 0.99999866(3) | 0.999959-1 | ||
| 5He | 2 | 3 | 5.01222(5) | 700(30)×10−24 s | n | 4He | 3/2- | ||
| 6He[n 5] | 2 | 4 | 6.0188891(8) | 806.7(15) ms | β- (99.99%) | 6Li | 0+ | ||
| β-, fission (2.8×10−4%) | 4He, 2H | ||||||||
| 7He | 2 | 5 | 7.028021(18) | 2.9(5)×10−21 s [159(28) keV] |
n | 6He | (3/2)- | ||
| 8He[n 6] | 2 | 6 | 8.033922(7) | 119.0(15) ms | β- (83.1%) | 8Li | 0+ | ||
| β-,n (16.0%) | 7Li | ||||||||
| β-, fission (0.9%) | 5He, 3H | ||||||||
| 9He | 2 | 7 | 9.04395(3) | 7(4)×10−21 s | n | 8He | 1/2(-#) | ||
| 10He | 2 | 8 | 10.05240(8) | 2.7(18)×10−21 s | 2n | 8He | 0+ | ||
- 굵은 글꼴은 안정 동위 원소
- 양성자-양성자 연쇄 반응의 중간 생성물
- 3He와 1H만이 중성자보다 양성자가 많은 안정 동위 원소이다.
- 2 개의 할로 중성자를 가지고 있다.
- 4 개의 할로 중성자를 가지고 있다.
참고
- 동위 원소 구성비는 공기 중을 기준으로 한다.
- #은 직접 측정된 것이 아니라 자연계의 법칙에서 나온 것이다.
- 약세 표시는 괄호로 표시되어 있다.
헬륨-2(He-2)는 양성자가 두 개이고 중성자가 없는 헬륨을 말한다. 이것을 이양성자라고도 한다.
헬륨-2는 18-Ne 가 16-O 로 붕괴하는 과정에서 발견되었다(18-Ne -> 16-O + 2-He).[2][3]
그리고 He-6을 He-2를 대상으로 충돌시키는 실험이 있었다. He-2는 이중성자로 빠르게 변해 He-8이 생성되었다.
헬륨-6(Helium-6)는 헬륨의 동위원소 중의 하나이다.
헬륨-7(Helium-7)는 헬륨의 동위원소 중의 하나이다.
헬륨-8(Helium-8)는 헬륨의 동위원소 중의 하나이다.
헬륨-9(Helium-9)는 헬륨의 동위원소 중의 하나이다.
헬륨-10(Helium-10)는 헬륨의 동위원소 중의 하나이다.
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