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El helio-3, He-3, o 3He es un isótopo ligero del elemento químico helio. Es estable y no es radiactivo. El helión, núcleo del átomo de helio-3, está constituido por dos protones y un solo neutrón, en contraste con el helio ordinario (helio-4), que tiene dos neutrones. De acuerdo a CODATA, la masa de un helión es 5,006 411 92(0) × 10–27 kg.
El helio-3 se puede producir a partir de la desintegración radiactiva del tritio, que a su vez se produce por bombardeo con neutrones de blancos de litio, boro o nitrógeno.
Además de aplicaciones en fusión nuclear, el helio-3 también se utiliza en instrumentación para investigar la dispersión de neutrones y como componente en detectores de neutrones. Sus propiedades criogénicas son importantes porque a temperaturas cercanas al cero absoluto se comporta como un superfluido.
Además de las aplicaciones en física, como el relativamente alto contenido de helio-3 es una de las características distintivas del manto terrestre, se utiliza en estudios de geoquímica isotópica, debido a la diferente relación entre el helio-3 y el helio-4 en el manto, la corteza y la atmósfera terrestre. El helio-3 es uno de los isótopos ambientales que se utilizan en investigaciones hidrológicas e hidrogeológicas.
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