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主要的氦同位素
標準原子質量（英语：Standard atomic weight） (Ar, 標準)	4.002602(2);
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氦（原子量：4.002602）共有8個已知同位素，質量數介於3-10之間，其中有2個是穩定的，其他都具有放射性。天然存在的氦同位素有2個，分別是⁴He和³He，皆為穩定同位素。其中³He豐度很低，僅占天然氦的0.000137%。其他放射性同位素（⁵He到¹⁰He）都不出現在自然界中，只有在實驗室製造出來過，且半衰期都極短，非常不穩定。

圖表

符號	Z	N	同位素質量（u） ^{[n 1]}	半衰期 ^{[n 1]}	衰變方式^[2]	衰變產物 ^{[n 2]}	原子核自旋^{[n 3]}	相對豐度（莫耳分率）^{[n 1]}	相對豐度的變化量（莫耳分率）
2 He ^{[n 4]}	2	0	2.015894(2)	≪ 10⁻⁹ s^[3]	p (>99.99%)	2 1 H	0+(#)
2 He ^{[n 4]}	2	0	2.015894(2)	≪ 10⁻⁹ s^[3]	β⁺ (<0.01%)	2 H	0+(#)
3 He ^{[n 5]}^{[n 6]}	2	1	3.0160293191(26)	稳定^{[n 7]}			1/2+	1.34(3)×10⁻⁶	4.6×10⁻¹⁰-4.1×10⁻⁵
4 He ^{[n 5]}	2	2	4.00260325415(6)	穩定			0+	0.99999866(3)	0.999959-1
5 He	2	3	5.01222(5)	700(30)×10⁻²⁴ s	n	4 He	3/2-
6 He ^{[n 8]}	2	4	6.0188891(8)	806.7(15) ms	β⁻ (99.99%)	6 Li	0+
6 He ^{[n 8]}	2	4	6.0188891(8)	806.7(15) ms	β⁻, α (2.8×10⁻⁴%)	4 He , 2 H	0+
7 He	2	5	7.028021(18)	2.9(5)×10⁻²¹ s [159(28) keV]	n	6 He	(3/2)-
8 He ^{[n 9]}	2	6	8.033922(7)	119.0(15) ms	β⁻ (83.1%)	8 Li	0+
					β⁻,n (16.0%)	7 Li
					β⁻, SF (0.9%)	5 He , 3 H
9 He	2	7	9.04395(3)	7(4)×10⁻²¹ s	n	8 He	1/2(-#)
10 He	2	8	10.05240(8)	2.7(18)×10⁻²¹ s	2n	8 He	0+

氦-3

氦-3是氦的同位素之一，元素符號為³He。它的原子核由二顆質子和一顆中子所組成。是穩定同位素。其相對豐度是0.000137%。

氦-4

氦-4是氦的同位素之一，其原子核包含2個質子和2的中子。是穩定同位素，豐度為99.999863%，為最常見的氦同位素。

氦-5

氦-5是氦的人造放射性同位素之一，它的原子核由二顆質子和三顆中子所組成，半衰期為7.6×10⁻²²秒，極為不穩定。

氦-5的衰變過程

氦-5會放出一個中子，衰變產物為氦-4。

{}_{2}^{5}\mathrm {He} \rightarrow \ {}_{2}^{4}\mathrm {He} +{}_{0}^{1}\mathrm {n}

因此，可以估計和氫-1反應。

{}_{2}^{5}\mathrm {He} +{}_{1}^{1}\mathrm {H} \rightarrow \ {}_{2}^{4}\mathrm {He} +{}_{1}^{2}\mathrm {H}

和氫-2反應：

{}_{2}^{5}\mathrm {He} +{}_{1}^{2}\mathrm {H} \rightarrow \ {}_{2}^{4}\mathrm {He} +{}_{1}^{3}\mathrm {H}

其他同位素

其他同位素都非常不穩定，而且在自然界中不存在，因此科學家對它們了解得不多。

氦-2：原子核只有2個質子，到目前為止只是假想粒子，但如果強核力增強2%，它就有可能存在。

氦-6：原子核包含2個質子和4個中子，非常不穩定。

氦-7：原子核包含2個質子和5個中子，極為不穩定，會衰變成氦-6。

氦-8：原子核包含2個質子和6個中子，非常不穩定。

氦-9：原子核包含2個質子和7個中子，極為不穩定，會衰变成氦-8。

氦-10：原子核包含2個質子和8個中子，極為不穩定，會衰变成氦-8。

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註釋

^ ^1.0 ^1.1 ^1.2 用括號括起來的數據代表不確定性。
^ 穩定的衰變產物以粗體表示。
^ 畫上#號的數據代表沒有經過實驗的証明，僅為理論推測。
^ Intermediate in the 質子﹣質子鏈反應
^ ^5.0 ^5.1 Produced during 太初核合成
^ This and 1
H
are the only stable nuclides with more protons than neutrons
^ 這個氦的同位素與氕是質子比中子多的核素中唯一穩定的核素。
^ 有2個暈（英语：halo nucleus）中子
^ 有4個暈（英语：halo nucleus）中子

參考文獻

^ Meija, Juris; et al. Atomic weights of the elements 2013 (IUPAC Technical Report). Pure and Applied Chemistry. 2016, 88 (3): 265–91. doi:10.1515/pac-2015-0305.
^ 存档副本. [2015-09-06]. （原始内容存档于2017-02-19）.
^ "New Form of Artificial Radioactivity" Inside Physics Research—Science News Update Number 865 #2, May 29, 2008 by Phil Schewe