Helium-3

Strukturformel
3He
Allgemeines
Name	Helium-3
Summenformel	3He
Kurzbeschreibung	farb- und geruchloses Gas[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 14762-55-1 EG-Nummer 238-822-9 ECHA-InfoCard 100.035.278 PubChem 6857639 DrugBank DB12940 Wikidata Q533498
Eigenschaften
Molare Masse	3,0160293191(26) g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig[1]
Siedepunkt	3,197 K[2]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung[1] Achtung H- und P-Sätze H: 280 P: 410+403[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Helium-3 (³He) ist neben Helium-4 eines der beiden stabilen Isotope des Heliums. Sein Atomkern enthält zwei Protonen und ein Neutron.

Hauptanwendungsgebiet von Helium-3 ist die Tieftemperaturforschung: In Mischungskryostaten werden durch Nutzung von Helium-3 und Helium-4 Temperaturen von nur wenigen tausendstel Kelvin über dem absoluten Nullpunkt erreicht. Helium-3 spielt auch in Neutronendetektoren eine Rolle (siehe Zählrohr).

Helium-3 ist auf der Erde sehr selten. Die Erdatmosphäre besteht überhaupt nur zu 5,2 ppm aus Helium. Von diesem Helium ist wiederum nur ein kleiner Anteil (0,000138 % bzw. 1,38 ppm) ³He.^[3] Das entspricht insgesamt einem Anteil an der gesamten Atmosphäre von 7,2 · 10⁻¹² oder 3000 bis 4000 t. In natürlichen Heliumquellen kann das Verhältnis von ³He/⁴He etwas höher oder niedriger als in der Erdatmosphäre sein. Ursache hierfür ist, dass das bei der Erdentstehung eingetragene kosmische Helium ursprünglich 0,01 % (100 ppm) Helium-3 enthielt, später aber ausgaste und durch beim radioaktiven Alphazerfall entstandenes Helium-4 mehr oder weniger verdünnt wurde.

Die Hauptquelle für Helium-3 auf der Erde ist derzeit der Zerfall von Tritium. Tritium lässt sich in Kernreaktoren künstlich herstellen – in Schwerwasserreaktoren sammelt es sich in geringen Mengen im Moderator an. Helium-3 sammelt sich als Zerfallsprodukt in tritiumhaltigen, geboosteten Kernwaffen und muss aus diesen regelmäßig entfernt werden.

1. ↑ ^{a b c d} Datenblatt Helium-³He, 99.9999 atom %, 99.995 % (CP) bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 22. März 2014 (PDF).
2. ↑ Yonghua Huang, G.B. Chen, V. Arp, Ray Radebaugh: Equation of state and thermophysical properties of helium-3. In: Proceedings of the ICEC. Band CR06-379, 2007, S. 1–6 (PDF; 5 MB).
3. ↑ nuclide data from atom.kaeri.re.kr (Memento vom 7. Juli 2013 im Webarchiv archive.today)