| Nom | Hélium 4 |
|---|---|
| Symbole | 4 2He 2 |
| Neutrons | 2 |
| Protons | 2 |
| Présence naturelle | 99.999866(3) %[1] |
|---|---|
| Demi-vie | Stable |
| Masse atomique | 4,00260325413(16)u |
| Spin | 0+[1] |
| Excès d'énergie | 2 424,915 87 ± 0,000 15 keV[1] |
| Énergie de liaison parnucléon | 7 074 ± 0 keV[1] |
L’hélium 4, noté4He, est l'isotope de l'hélium dont lenombre de masse est égal à 4 : sonnoyau atomique compte deuxprotons et deuxneutrons pour unemasse atomique de 4,002 6 u et unspin 0+. Il est caractérisé par unexcès de masse de2 424,915 keV et uneénergie de liaison nucléaire parnucléon de7 074 keV[1]. Sonrayon de charge a pu être estimé expérimentalement à 1,678 24(83) fm[2]. Enphysique nucléaire, le noyau d'hélium 4 est souvent appeléparticule α.
SurTerre, l'hélium 4 provient de laradioactivité α deséléments lourds présents dans la planète depuis sa formation. Dans lesétoiles, il est produit parnucléosynthèse à travers lachaîne proton-proton. De l'hélium 4 s'est également formé parnucléosynthèse primordiale peu après leBig Bang. Il constitue le quart de lamatière baryonique de l'Univers.
Des expériences de diffusion d'électrons de haute énergie ont montré que le noyau d'hélium 4 est sphérique avec une distribution decharge électrique qui décroît de manière exponentielle en s'éloignant du centre, où ladensité de charge est maximum. Cette symétrie sphérique indique que les deux paires de nucléons qui constituent ce noyau occupent des orbitales nucléaires 1s sphériques qu'elles remplissent entièrement en annulant leursspins intrinsèques. Cette configuration est particulièrement stable, stabilité à l'origine de nombreuses propriétés de cetisotope. Ainsi, l'énergie de liaison parnucléon est plus élevée pour l'hélium 4 que pour lesnucléides voisins dans lacarte des nucléides :
Cette particularité explique notamment que4
2He soit produit en bien plus grande quantité au cours de lanucléosynthèse primordiale et par lachaîne proton-proton que d'autresnucléides tels que ledeutérium2
1D ou l'hélium 33
2He. Elle explique également que laradioactivité α, qui émet des noyaux4
2He, soit bien plus fréquente que laradioactivité de clusters, qui émet des noyaux plus lourds, tels que12
6C,14
6C,24
10Ne,28
12Mg, etc.
| Composés | |
|---|---|
| État |
|
| Isotopes | |
| Autres | |
