Атом гелия является стабильным по сравнению с другими лёгкими атомными ядрами из-за особого расположения частиц в его ядре. 2
Пара нейтронов и пара протонов в ядре гелия подчиняются тем же квантовомеханическим правилам, что и пара электронов гелия. 2 Все эти частицы полностью занимают попарно 1s-орбитали, ни одна из них не обладает орбитальным моментом импульса, и каждая компенсирует собственный спин другой. 2
Добавление ещё одной любой из этих частиц потребовало бы углового момента и высвободило бы существенно меньше энергии. 2 Такое расположение энергетически чрезвычайно стабильно для всех этих частиц. 2
Кроме того, ядро гелия обладает устойчивой структурой, для разрушения которой требуются весьма интенсивные силы. 4 Это подтверждается экспериментами: гелий не распадается под действием быстрых α-частиц, способных разрушить ядра азота и кислорода. 4