Raudan isotoopit
Raudan isotoopit ovat kemiallisen alkuaineen raudan muotoja , joiden ytimessä on eri määrä neutroneja . Rauta-isotooppeja tunnetaan massaluvuilla 45 - 72 (protonien lukumäärä rautaytimessä on aina 26, neutroneja 19 - 46) ja 6 ydinisomeeriä .
Luonnonrauta on neljän vakaan isotoopin seos :
- 54Fe ( isotooppien määrä 5,845 %);
- 56Fe (isotooppien määrä 91,754 %) ;
- 57 Fe (isotooppien määrä 2,119 %);
- 58 Fe (isotooppien määrä 0,282 %).
Raudan keinotekoisista isotoopeista stabiileimpia ovat 60 Fe ( puoliintumisaika 2,62 miljoonaa vuotta [1] ), 55 Fe ( 2,737 vuotta ), 59 Fe ( 44,495 päivää ) ja 52 Fe ( 8,275 tuntia ); jäljellä olevien isotooppien puoliintumisaika on alle 10 minuuttia [2] .
Iron-55
Katso myös: Iron-55Puoliintumisaika on 2,7 vuotta, elektronien sieppauksen vaimenemiskaavio (todennäköisyys 100 % ), jonka jälkeen elektronikuori järjestetään uudelleen, lähettää tyypillistä 5,9 keV :n röntgensäteilyä [3] . Niitä käytetään röntgenlaitteistoissa itsenäisenä röntgensäteilyn lähteenä. Saatu säteilyttämällä nikkeli-58 protoneilla kiihdyttimessä:
.![{\displaystyle {\ce {^{58}Ni ->[+p,\ -\alpha] ^{55}Co -> ^{55}Fe))}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/ecbb91c93a08aa2a41415387031ddc5dcb1c4c10)
Iron-56
Stabiili isotooppi 56 Fe on huomattava siitä, että sillä on pienin atomimassa nukleonia kohti . Tämä tarkoittaa, että nukleonien sitoutumisenergia on maksimi. Kuitenkin johtuen pienestä protonin ja neutronin massaerosta, nikkeli-62 on nukleonien suurin sitoutumisenergia .
Iron-57
Stabiilia rauta-57-isotooppia käytetään Mössbauer-spektroskopiassa [4] .
Venäjällä sitä on valmistettu keskipakoisotooppierottelulla vuodesta 1971 [ 5 ] .
Iron-59
Radioaktiivinen isotooppi rauta-59 käy läpi β - hajoamisen stabiiliksi koboltti-59 :ksi, joka lähettää beeta-hiukkasia , joiden maksimienergia on 0,46 ja 0,27 MeV , ja gammasäteitä , joiden energia on 1,1 ja 1,3 MeV [6] . Puoliintumisaika on 44,5 päivää.
Lääketieteessä rauta-59-isotooppia käytetään naisten rintasyövän varhaisessa diagnosoinnissa [7] [8] . Terveellä ihmisellä yli puolet raudasta sisältyy hemoglobiiniin . Lääkkeen toimintaperiaate on biologisesti assimiloituneen raudan jakautuminen verenkierron kanssa ja selektiivinen kertyminen kasvainkudoksen soluihin. Isotoopin kertymisen taso elimiin havaitaan gammakameralla .
Venäjällä L. Ya. Karpovin mukaan nimetyn Fysiikan ja kemian tutkimuslaitoksen Obninskin haara tuottaa 59 Fe:hen perustuvaa radiofarmaseuttista lääkettä [9] .
Raudan isotooppitaulukko
| Nuklidi symboli |
Z ( p ) | N( n ) | Isotooppimassa [10] ( a.u.m. ) |
Puoliintumisaika [ 2] (T 1/2 ) |
Decay kanava | Hajoamistuote | Ytimen spin ja pariteetti [2] |
Isotoopin esiintyvyys luonnossa |
Isotooppien runsauden muutoksien vaihteluväli luonnossa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Herätysenergia | |||||||||
| 45 Fe | 26 | 19 | 45.01458(24)# | 1,89 (49) ms | β + (30 %) | 45 Mn | 3/2+# | ||
| 2p ( 70 %) | 43Cr _ | ||||||||
| 46Fe _ | 26 | kaksikymmentä | 46.00081(38)# | 9(4)ms [12(+4-3)ms] |
β + (> 99,9 %) | 46 Mn | 0+ | ||
| β + , p (<,1 %) | 45Cr _ | ||||||||
| 47Fe _ | 26 | 21 | 46.99289(28)# | 21,8(7) ms | β + (> 99,9 %) | 47 Mn | 7/2−# | ||
| β + , p (<,1 %) | 46Cr _ | ||||||||
| 48Fe _ | 26 | 22 | 47.98050(8)# | 44(7) ms | β + (96,41 %) | 48 Mn | 0+ | ||
| β + , p (3,59 %) | 47Cr _ | ||||||||
| 49 Fe _ | 26 | 23 | 48.97361(16)# | 70(3) ms | β + , p (52 %) | 48Cr _ | (7/2−) | ||
| β + (48 %) | 49 Mn | ||||||||
| 50 Fe | 26 | 24 | 49.96299(6) | 155(11) ms | β + (> 99,9 %) | 50 Mn | 0+ | ||
| β + , p (<,1 %) | 49Cr _ | ||||||||
| 51Fe _ | 26 | 25 | 50.956820(16) | 305(5) ms | β + | 51 Mn | 5/2− | ||
| 52 Fe | 26 | 26 | 51.948114(7) | 8,275(8) h | β + | 52m Mn | 0+ | ||
| 52m Fe | 6,81(13) MeV | 45,9(6) s | β + | 52 Mn | (12+)# | ||||
| 53 Fe | 26 | 27 | 52.9453079(19) | 8,51 (2) min | β + | 53 Mn | 7/2− | ||
| 53m Fe | 3040,4(3) keV | 2,526 (24) min | IP | 53 Fe | 19/2− | ||||
| 54 Fe | 26 | 28 | 53.9396090(5) | vakaa [n. yksi] | 0+ | 0,05845(35) | 0,05837–0,05861 | ||
| 54 mFe _ | 6526,9(6) keV | 364(7) ns | 10+ | ||||||
| 55 Fe | 26 | 29 | 54.9382934(7) | 2 737 (11) vuotta | EZ | 55 Mn | 3/2− | ||
| 56 Fe | 26 | kolmekymmentä | 55.9349363(5) | vakaa | 0+ | 0,91754(36) | 0,91742–0,91760 | ||
| 57Fe _ | 26 | 31 | 56.9353928(5) | vakaa | 1/2− | 0,02119(10) | 0,02116–0,02121 | ||
| 58 Fe | 26 | 32 | 57.9332744(5) | vakaa | 0+ | 0,00282(4) | 0,00281–0,00282 | ||
| 59Fe _ | 26 | 33 | 58.9348755(8) | 44.495(9) päivää | β − | 59Co _ | 3/2− | ||
| 60 Fe | 26 | 34 | 59.934072(4) | 2,6⋅10 6 vuotta | β − | 60Co _ | 0+ | ||
| 61 Fe | 26 | 35 | 60.936745(21) | 5,98 (6) min | β − | 61Co _ | 3/2−,5/2− | ||
| 61m Fe | 861(3) keV | 250(10) ns | 9/2+# | ||||||
| 62 Fe | 26 | 36 | 61.936767(16) | 68(2) s | β − | 62Co _ | 0+ | ||
| 63 Fe | 26 | 37 | 62.94037(18) | 6.1(6) s | β − | 63Co _ | (5/2) | ||
| 64 Fe | 26 | 38 | 63.9412(3) | 2.0(2) s | β − | 64Co _ | 0+ | ||
| 65 Fe | 26 | 39 | 64.94538(26) | 1.3(3) s | β − | 65Co _ | 1/2−# | ||
| 65 mFe _ | 364(3) keV | 430(130) ns | (5/2−) | ||||||
| 66Fe _ | 26 | 40 | 65.94678(32) | 440 (40) ms | β − (> 99,9 %) | 66Co _ | 0+ | ||
| β − , n (<,1 %) | 65Co _ | ||||||||
| 67 Fe | 26 | 41 | 66.95095(45) | 394(9) ms | β − (> 99,9 %) | 67Co _ | 1/2−# | ||
| β − , n (<,1 %) | 66Co _ | ||||||||
| 67 m Fe | 367(3) keV | 64(17) µs | (5/2−) | ||||||
| 68Fe _ | 26 | 42 | 67.95370(75) | 187(6) ms | β − (> 99,9 %) | 68Co _ | 0+ | ||
| β − , n | 67Co _ | ||||||||
| 69 Fe _ | 26 | 43 | 68.95878(54)# | 109(9) ms | β − (> 99,9 %) | 69Co _ | 1/2−# | ||
| β − , n (<,1 %) | 68Co _ | ||||||||
| 70 Fe _ | 26 | 44 | 69.96146(64)# | 94(17) ms | 0+ | ||||
| 71Fe _ | 26 | 45 | 70.96672(86)# | 30# ms [>300 ns] |
7/2+# | ||||
| 72 Fe | 26 | 46 | 71.96962(86)# | 10# ms [>300 ns] |
0+ | ||||
| β + - positronin hajoaminen ; β - elektroninen vaimeneminen ; p on protonihajoaminen ; n on neutronien hajoaminen; EZ - elektroninen talteenotto ; IP - isomeerinen siirtymä . | |||||||||
Taulukon selitykset
- Isotooppien määrät on annettu useimmille luonnollisille näytteille. Muissa lähteissä arvot voivat vaihdella suuresti.
- Indeksit 'm', 'n', 'p' (symbolin vieressä) osoittavat nuklidin virittyneitä isomeerisiä tiloja.
- Lihavoidut symbolit osoittavat stabiileja hajoamistuotteita.
- Hashilla (#) merkityt arvot eivät ole johdettu pelkästään kokeellisista tiedoista, vaan ne on (ainakin osittain) arvioitu naapurinuklidien systemaattisista trendeistä (samalla Z- ja N -suhteella ). Epävarmuusspin ja/tai pariteettiarvot on suljettu suluissa.
- Epävarmuus annetaan suluissa olevana numerona, joka ilmaistaan viimeisen merkitsevän numeron yksiköissä, tarkoittaa yhtä keskihajontaa (poikkeuksena isotoopin runsaus ja standardiatomimassa IUPAC -tietojen mukaan, jolle on monimutkaisempi epävarmuuden määritelmä käytetty). Esimerkit: 29770,6(5) tarkoittaa 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) tarkoittaa 21,48 ± 0,15; −2200.2(18) tarkoittaa −2200.2 ± 1.8.
Muistiinpanot
- ↑ Rugel G. et ai. 60 Fe : n puoliintumisajan uusi mittaus // Physical Review Letters : Journal . - 2009. - Vol. 103 . — P. 72502 . - doi : 10.1103/PhysRevLett.103.072502 .
- ↑ 1 2 3 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-arvio ydin- ja hajoamisominaisuuksista // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
- ↑ Rauta-55
- ↑ R. Nave. Mossbauer-efekti Iron-57:ssä . Hyperfysiikka . Georgian osavaltion yliopisto. Haettu: 13. lokakuuta 2009.
- ↑ Iron-57 ( 57 Fe)
- ↑ Iron-59 käsittelyä koskevat varotoimet
- ↑ Rautasulfaatti , 59 Fe _
- ↑ Rautasulfaatti, 59 Fe
- ↑ NIFHI:n Obninskin haara. L. Ya. Karpova juhlii 50 vuotta reaktorin käynnistämisestä
- ↑ Wang M.:n , Audi G.:n , Kondev FG :n , Huang WJ :n , Naimi S.:n ja Xu X :n tiedot. The Ame2016 atomimassan arviointi (I). syöttötietojen arviointi; ja säätömenettelyt (englanniksi) // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030002-1-030002-344 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030002 .
