Brontekst bekijken van Helium-3

{{Zie artikel|Dit artikel gaat over de isotoop van helium. Voor het platenlabel, zie [[Helium 3 (platenlabel)]]}}
{{Infobox isotoop
| naam             = Helium-3
| afbeelding       = Helium 3.svg
| onderschrift     = Helium-3 op de isotopenkaart
| element          = helium
| symbool          = He
| nuclide          = <sup>3</sup>He
| aantal protonen  = 2
| aantal neutronen = 1
| atoommassa       = 3,01602931914
| halveringstijd   = 
| verval soort     = 
| verval energie   = 
| verval product   = 
| spin             = 1/2<sup>+</sup>
| bindingsenergie  = 2,572&nbsp;681 [[Elektronvolt|MeV]]
| afwijking1       = 
| massa-overschot  = 14,931&nbsp;214&nbsp;75 MeV
| afwijking2       = 
}}

'''Helium-3''' of '''<sup>3</sup>He''' is een stabiele [[isotoop]] van [[helium]], een [[edelgas]]. Helium-3 komt, naast [[helium-4]], in de natuur voor. De [[Abundantie (scheikunde)|abundantie]] is echter zeer laag: ongeveer 0,000&nbsp;137% van alle heliumatomen is helium-3 en daardoor is helium-3 erg kostbaar. Het wordt gebruikt bij onderzoek naar [[kernfusie]].

== Geschiedenis ==
Het bestaan van helium-3 werd voor het eerst voorgesteld in [[1934]] door de Australische kernfysicus [[Mark Oliphant]], gebaseerd op een experiment in het [[Cavendish-laboratorium]] ([[Universiteit van Cambridge]]). Dit experiment, waarbij [[deuterium]]kernen met hoge snelheid op elkaar werden afgeschoten, was de eerste demonstratie van een kernfusie.<ref>{{Citeer journal
| author = M.L.E. Oliphant, P. Harteck and Lord Rutherford
| year = 1934
| title = Transmutation Effects observed with Heavy Hydrogen
| journal = Proc. R. Soc. Lond. A
| volume = 144
| issue = 853
| pages = 692-703
| doi = 10.1098/rspa.1934.0077
}}</ref>

Oorspronkelijk werd gepostuleerd dat helium-3 [[Radioactiviteit|radioactief]] zou zijn. Dit werd in [[1939]] ontkracht doordat het bij een [[cyclotron]]experiment werd aangetoond in een [[Monster (scheikunde)|monster]] natuurlijk voorkomend helium (dat voornamelijk uit helium-4 bestaat).<ref>{{en}} [https://web.archive.org/web/20170510110547/http://www2.lbl.gov/Science-Articles/Research-Review/Magazine/1981/81fepi1.html ''Lawrence and His Laboratory: Episode: A Productive Error''] (1981)</ref> Ondanks het feit dat de abundantie ongeveer 10.000 keer kleiner is dan die van helium-4, kon het daadwerkelijk worden aangetoond. Dit impliceerde dat het een stabiel isotoop zou moeten zijn.

== Voorkomen ==
Helium-3 komt voor als [[primordiaal nuclide]] dat wegens diens lage atoommassa via de [[aardatmosfeer]] ontsnapt naar de [[Ruimte (astronomie)|ruimte]]. Op [[Aarde (planeet)|Aarde]] wordt het voornamelijk in de [[aardmantel]] teruggevonden, in concentraties van 200 tot 300 [[Parts per million|ppm]] (ten opzichte van helium-4). In de [[aardkorst]] is de concentratie aanzienlijk kleiner: 1 tot 15 ppm.
Er is echter meer aanwezig op de maan, aangevoerd door miljarden jaren zonnewind en ingesloten in de bovenste laag [[regoliet]]. Daar zijn de hoeveelheden echter ook nog laag (28 ppm van [[regoliet]] is helium-4 en 1 [[Parts per billion|ppb]] tot 50 ppb is helium-3)
Helium-3 wordt gezien als een tweede generatie brandstof voor kernfusie in hypothetische centrales, maar dergelijke installaties zijn nog zeer vroeg in hun stadium van ontwikkeling — vooral omdat de eerstegeneratiefusiereactoren nog niet eens in gebruik zijn.

Het is tevens een [[kosmogeen nuclide]] dat geproduceerd wordt wanneer [[Lithium (element)|lithium]]atomen worden beschoten met [[neutron]]en. Deze neutronen kunnen zowel ontstaan door [[spontane splijting]] als door [[kosmische straling]].

== Vorming ==
Helium-3 wordt gevormd door de kernfusiereactie tussen twee deuteriumnucliden:
:<chem>^2_1H\ +\ ^2_1H\ ->\ ^3_2He\ +\ ^1_0n</chem>

Op Aarde komt deze reactie echter niet voor. Helium-3 wordt gevormd door [[protonemissie]] uit [[lithium-4]]:<ref>{{Citeer web|url=https://periodictable.com/Isotopes/003.4/index2.full.dm.html|titel=Isotopes of Lithium|uitgever=Element Collection, Inc.|bezochtdatum=8 april 2016}}</ref>
:{{alfaverval|4|3|p}}

Verder wordt het gevormd door [[bètaverval]] van [[tritium]]:
:{{Betaverval|3|1}}

== Detectie van neutronen ==
Helium-3 is een belangrijke isotoop in de [[kernfysica]], omdat het kan werken als [[neutrondetector]]. Een neutron wordt namelijk met helium-3 geconverteerd in een proton en tritium, dat met een [[geigerteller]] gedetecteerd kan worden:

:<chem>^1_0n\ +\ ^3_2He\ ->\ ^3_1H\ +\ ^1_1H</chem>

Tijdens de reactie komt een aanzienlijke hoeveelheid energie vrij: 764 [[Elektronvolt|keV]].

{{Appendix|2=
* {{en}} [http://www.wolframalpha.com/input/?i=He-3&lk=1 Wolfram Alpha]
* {{en}} [https://periodictable.com/Isotopes/002.3/index2.full.dm.html Periodic table]
----
{{References}}
}}
{{Navigatie isotopen van helium}}

[[Categorie:Stabiele isotoop]]
[[Categorie:Isotoop van helium]]