Heli-3Heli-3 (3 He, xem thêm helion) là một đồng vị heli nhẹ, không phóng xạ với hai proton và một neutron (heli thông thường có hai proton và hai nơ-tron). Sự tồn tại giả thuyết của nó lần đầu tiên được đề xuất vào năm 1934 bởi nhà vật lý hạt nhân người Úc Mark Oliphant khi ông đang làm việc tại Phòng thí nghiệm Cavendish Đại học Cambridge. Oliphant đã thực hiện các thí nghiệm trong đó các deuteri nhanh va chạm với các mục tiêu deuteri (tình cờ, minh họa đầu tiên của phản ứng tổng hợp hạt nhân).[1] Cô lập Heli-3 lần đầu tiên được thực hiện bởi Luis Alvarez và Robert Cornog vào năm 1939.[2][3] Heli-3 được cho là đồng vị phóng xạ cho đến khi nó cũng được tìm thấy trong các mẫu heli tự nhiên, chủ yếu là heli-4, được lấy từ khí quyển trên mặt đất và từ các giếng khí tự nhiên.[4] Khác với proti (hydro thông thường), heli-3 là đồng vị ổn định duy nhất của bất kỳ nguyên tố nào có nhiều proton hơn neutron.Heli-3 sinh ra như một nuclit nguyên thủy, thoát khỏi lớp vỏ trái đất vào khí quyển và đi vào vũ trụ qua hàng triệu năm. Helium-3 cũng được coi là một nuclit nucleogenic và được tạo bởi các tia vũ trụ tự nhiên, một tạo ra khi liti bị bắn phá bởi nơ-tron tự nhiên, có thể được phát xạ bởi phân hạch tự phát và phản ứng hạt nhân với các tia vũ trụ. Một số heli-3 được tìm thấy trong bầu khí quyển trên mặt đất cũng là một di tích của thử nghiệm vũ khí hạt nhân trong khí quyển và dưới nước.Nhiều suy đoán đã được đưa ra về khả năng heli-3 là nguồn năng lượng trong tương lai. Không giống như hầu hết các phản ứng tổng hợp hạt nhân khác, phản ứng tổng hợp của các nguyên tử helium-3 giải phóng một lượng lớn năng lượng mà không khiến vật liệu xung quanh bị nhiễm phóng xạ. Tuy nhiên, nhiệt độ cần thiết để đạt được phản ứng tổng hợp heli-3 cao hơn nhiều so với phản ứng tổng hợp truyền thống,[5] và quá trình này có thể không tránh khỏi tạo ra các phản ứng khác mà chính chúng sẽ làm cho vật liệu xung quanh bị nhiễm phóng xạ.[6]Heli-3 được cho là có nhiều trên Mặt trăng hơn so với Trái đất, đã được nhúng vào tầng trên của lớp đất mặt bởi gió mặt trời trong hàng tỷ năm,[7] mặc dù vẫn ít hơn nhiều so với trong các hành tinh khí khổng lồ hệ mặt trời.[8][9]