Interested Article - Изотопы железа

cathleen
  • 2021-06-05
  • 1

Изото́пы желе́за — разновидности химического элемента железа , имеющие разное количество нейтронов в ядре . Известны изотопы железа с массовыми числами от 45 до 72 (количество протонов в ядре железа всегда 26, нейтронов от 19 до 46) и 6 ядерных изомеров .

Природное железо представляет собой смесь четырёх стабильных изотопов :

Из искусственных изотопов железа наиболее устойчивые 60 Fe ( период полураспада 2,62 миллиона лет ), 55 Fe ( 2,737 года ), 59 Fe ( 44,495 суток ) и 52 Fe ( 8,275 часа ); остальные изотопы имеют период полураспада менее 10 минут .

Железо-55

См.также:

Период полураспада 2,7 года, схема распада электронный захват (вероятность 100 % ), при последующем перестроении электронной оболочки излучает характеристическое рентгеновское излучение 5,9 кэВ . Применяют в рентгеновских установках как автономный источник рентгеновского излучения. Получают облучением никеля-58 протонами в ускорителе:

.

Железо-56

Энергия связи в зависимости от количества нуклонов в ядре

Стабильный изотоп 56 Fe примечателен самой низкой атомной массой в пересчёте на нуклон . Это означает, что энергия связи нуклонов максимальна. Однако из-за небольшой разницы в массе протона и нейтрона самой высокой энергией связи нуклонов обладает .

Железо-57

Стабильный изотоп железо-57 применяется в мёссбауэровской спектроскопии .

В России получают методом центрифужного разделения изотопов с 1971 года .

Железо-59

Радиоактивный изотоп железо-59 испытывает β − -распад в стабильный кобальт-59 , излучая бета-частицы с максимальными энергиями 0,46 и 0,27 МэВ и гамма-кванты с энергиями 1,1 и 1,3 МэВ . Период полураспада 44,5 суток.

В медицине изотоп железо-59 применяется при ранней диагностике онкологических заболеваний молочной железы у женщин . В организме здорового человека более половины железа входит в гемоглобин . Принцип действия препарата заключается в распространении биологически усвоенного железа с током крови и избирательном накоплении в клетках опухолевой ткани. Уровень накопления изотопа в органах выявляется с помощью гамма-камеры .

В России радиофармпрепарат на основе 59 Fe производит Обнинский филиал Научно-исследовательского физико-химического института имени Л. Я. Карпова .

Таблица изотопов железа

Символ
нуклида 		Z ( p ) N( n ) Масса изотопа
( а. е. м. ) 		Период
полураспада
(T 1/2 ) 		Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра 		Распространённость
изотопа в природе 		Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
45 Fe 26 19 45,01458(24)# 1,89(49) мс β + (30%) 45 Mn 3/2+#
2 p (70%) 43 Cr
46 Fe 26 20 46,00081(38)# 9(4) мс
[12(+4-3) мс] 		β + (>99,9%) 46 Mn 0+
β + , p (<.1%) 45 Cr
47 Fe 26 21 46,99289(28)# 21,8(7) мс β + (>99,9%) 47 Mn 7/2−#
β + , p (<.1%) 46 Cr
48 Fe 26 22 47,98050(8)# 44(7) мс β + (96,41%) 48 Mn 0+
β + , p (3,59%) 47 Cr
49 Fe 26 23 48,97361(16)# 70(3) мс β + , p (52%) 48 Cr (7/2−)
β + (48%) 49 Mn
50 Fe 26 24 49,96299(6) 155(11) мс β + (>99,9%) 50 Mn 0+
β + , p (<.1%) 49 Cr
51 Fe 26 25 50,956820(16) 305(5) мс β + 51 Mn 5/2−
52 Fe 26 26 51,948114(7) 8,275(8) ч β + 52m Mn 0+
52m Fe 6,81(13) МэВ 45,9(6) с β + 52 Mn (12+)#
53 Fe 26 27 52,9453079(19) 8,51(2) мин β + 53 Mn 7/2−
53m Fe 3040,4(3) кэВ 2,526(24) мин ИП 53 Fe 19/2−
54 Fe 26 28 53,9396090(5) стабилен 0+ 0,05845(35) 0,05837–0,05861
54m Fe 6526,9(6) кэВ 364(7) нс 10+
55 Fe 26 29 54,9382934(7) 2,737(11) лет ЭЗ 55 Mn 3/2−
56 Fe 26 30 55,9349363(5) стабилен 0+ 0,91754(36) 0,91742–0,91760
57 Fe 26 31 56,9353928(5) стабилен 1/2− 0,02119(10) 0,02116–0,02121
58 Fe 26 32 57,9332744(5) стабилен 0+ 0,00282(4) 0,00281–0,00282
59 Fe 26 33 58,9348755(8) 44,495(9) сут β − 59 Co 3/2−
60 Fe 26 34 59,934072(4) 2,6⋅10 6 лет β − 60 Co 0+
61 Fe 26 35 60,936745(21) 5,98(6) мин β − 61 Co 3/2−,5/2−
61m Fe 861(3) кэВ 250(10) нс 9/2+#
62 Fe 26 36 61,936767(16) 68(2) с β − 62 Co 0+
63 Fe 26 37 62,94037(18) 6,1(6) с β − 63 Co (5/2)−
64 Fe 26 38 63,9412(3) 2,0(2) с β − 64 Co 0+
65 Fe 26 39 64,94538(26) 1,3(3) с β − 65 Co 1/2−#
65m Fe 364(3) кэВ 430(130) нс (5/2−)
66 Fe 26 40 65,94678(32) 440(40) мс β − (>99,9%) 66 Co 0+
β − , n (<.1%) 65 Co
67 Fe 26 41 66,95095(45) 394(9) мс β − (>99,9%) 67 Co 1/2−#
β − , n (<.1%) 66 Co
67m Fe 367(3) кэВ 64(17) мкс (5/2−)
68 Fe 26 42 67,95370(75) 187(6) мс β − (>99,9%) 68 Co 0+
β − , n 67 Co
69 Fe 26 43 68,95878(54)# 109(9) мс β − (>99,9%) 69 Co 1/2−#
β − , n (<.1%) 68 Co
70 Fe 26 44 69,96146(64)# 94(17) мс 0+
71 Fe 26 45 70,96672(86)# 30# мс
[>300 нс] 		7/2+#
72 Fe 26 46 71,96962(86)# 10# мс
[>300 нс] 		0+
β + — позитронный распад ; β - — электронный распад ; p — протонный распад; n — нейтронный распад; ЭЗ — электронный захват ; ИП — изомерный переход .
  1. Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в 54 Cr.

Пояснения к таблице

  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом , обозначены стабильные продукты распада.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N ). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК , для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

  1. Rugel G. et al. New Measurement of the 60 Fe Half-Life (англ.) // Physical Review Letters : journal. — 2009. — Vol. 103 . — P. 72502 . — doi : .
  2. ↑ Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra A. H. // Nuclear Physics A . — 2003. — Т. 729 . — С. 3—128 . — doi : . — Bibcode : . Открытый доступ
  3. . Дата обращения: 24 мая 2019. 24 мая 2019 года.
  4. R. Nave. . . Georgia State University. Дата обращения: 13 октября 2009. 4 августа 2011 года.
  5. . Дата обращения: 23 декабря 2017. 24 декабря 2017 года.
  6. . Дата обращения: 30 декабря 2017. 31 декабря 2017 года.
  7. . Дата обращения: 30 декабря 2017. 31 декабря 2017 года.
  8. . Дата обращения: 30 декабря 2017. 31 декабря 2017 года.
  9. . Дата обращения: 15 октября 2017. 15 октября 2017 года.
  10. Данные приведены по Wang M. , Audi G. , Kondev F. G. , Huang W. J. , Naimi S. , Xu X. (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41 , iss. 3 . — P. 030002-1—030002-344 . — doi : .
Источник —

cathleen
  • 2021-06-05
  • 1
  • Tags:

Same as Изотопы железа

The title for the last searches