stringtranslate.com

Изотопы никеля

Встречающийся в природе никель ( 28 Ni) состоит из пяти стабильных изотопов ;58
Ни
,60
Ни
,61
Ни
,62Нии64
Ни
, с58
Ни
является самым многочисленным (68,077% естественной численности ). [4] Охарактеризовано 26 радиоизотопов , наиболее стабильным из которых является59
Ни
с периодом полураспада 76 000 лет,63
Ни
с периодом полураспада 100,1 года, и56
Ни
с периодом полураспада 6,077 дней. Период полураспада всех остальных радиоактивных изотопов составляет менее 60 часов, а период полураспада большинства из них составляет менее 30 секунд. Этот элемент также имеет 8 метасостояний .

Список изотопов

  1. ^ м Ni – Возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) указывается в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - Атомная масса отмечена #: значение и неопределенность получены не на основе чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе трендов поверхности массы (TMS).
  4. ^ ab # - Значения, отмеченные #, получены не только на основе экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе тенденций соседних нуклидов (TNN).
  5. ^ Способы распада:
  6. ^ Жирный символ в виде дочернего продукта — дочерний продукт стабилен.
  7. ^ ( ) spin value – Indicates spin with weak assignment arguments.
  8. ^ Believed to decay by β+β+ to 58Fe with a half-life over 1.7×1022 years
  9. ^ Highest binding energy per nucleon of all nuclides

Notable isotopes

The 5 stable and 30 unstable isotopes of nickel range in atomic weight from 48
Ni
 to 82
Ni
, and include:[6]

Nickel-48, discovered in 1999, is the most neutron-poor nickel isotope known. With 28 protons and 20 neutrons 48
Ni
 is "doubly magic" (like 208
Pb
) and therefore much more stable (with a lower limit of its half-life-time of .5 μs) than would be expected from its position in the chart of nuclides.[7] It has the highest ratio of protons to neutrons (proton excess) of any known doubly magic nuclide.[8]

Nickel-56 is produced in large quantities in supernovas and the shape of the light curve of these supernovas display characteristic timescales corresponding to the decay of nickel-56 to cobalt-56 and then to iron-56.

Nickel-58 is the most abundant isotope of nickel, making up 68.077% of the natural abundance. Possible sources include electron capture from copper-58 and EC + p from zinc-59.

Nickel-59 is a long-lived cosmogenic radionuclide with a half-life of 76,000 years. 59
Ni
 has found many applications in isotope geology. 59
Ni
 has been used to date the terrestrial age of meteorites and to determine abundances of extraterrestrial dust in ice and sediment.

Nickel-60 is the daughter product of the extinct radionuclide 60Fe (half-life = 2.6 My). Because 60
Fe
 had such a long half-life, its persistence in materials in the Solar System at high enough concentrations may have generated observable variations in the isotopic composition of 60
Ni
. Therefore, the abundance of 60
Ni
 present in extraterrestrial material may provide insight into the origin of the Solar System and its early history/very early history. Unfortunately, nickel isotopes appear to have been heterogeneously distributed in the early Solar System. Therefore, so far, no actual age information has been attained from 60
Ni
 excesses. 60
Ni
 is also the stable end-product of the decay of 60
Zn
, продукт последней ступени альфа-лестницы. Другие источники могут также включать бета-распад кобальта -60 и захват электронов меди-60 .

Никель-61 — единственный стабильный изотоп никеля с ядерным спином (I = 3/2), что делает его полезным для исследований методом ЭПР-спектроскопии . [9]

Никель-62 имеет самую высокую энергию связи на нуклон среди всех изотопов любого элемента, если учитывать электронную оболочку в расчете. При образовании этого изотопа выделяется больше энергии, чем при образовании любого другого, хотя в результате синтеза могут образовываться более тяжелые изотопы. Например, два40
Калифорния
атомы могут сливаться, образуя80Крплюс 4 позитрона (плюс 4 нейтрино), высвобождая 77 кэВ на нуклон, но реакции, ведущие к области железа/никеля, более вероятны, поскольку они выделяют больше энергии на барион.

Никель-63 имеет два основных применения: обнаружение следов взрывчатых веществ и в некоторых видах электронных устройств, таких как газоразрядные трубки, используемые в качестве устройств защиты от перенапряжений . Сетевой фильтр — это устройство, которое защищает чувствительное электронное оборудование, такое как компьютеры, от внезапных изменений протекающего в них электрического тока. Он также используется в детекторе электронного захвата в газовой хроматографии для обнаружения в основном галогенов. Его предлагается использовать для миниатюрных бетавольтаических генераторов для кардиостимуляторов.

Никель-64 — еще один стабильный изотоп никеля. Возможные источники включают бета-распад кобальта -64 и захват электронов меди-64 .

Никель-78 — один из самых тяжелых известных изотопов элемента. Имея 28 протонов и 50 нейтронов, никель-78 обладает двойной магией, что приводит к гораздо большей энергии ядерной связи и стабильности, несмотря на однобокое соотношение нейтрон-протонов . Период полураспада составляет 122 ± 5,1 миллисекунды. [10] Считается, что благодаря своему магическому числу нейтронов никель-78 принимает важное участие в нуклеосинтезе сверхновых элементов тяжелее железа. [11] Считается, что 78 Ni, наряду с N = 50 изотонами 79 Cu и 80 Zn, представляет собой точку ожидания в r -процессе , где дальнейший захват нейтронов задерживается из-за зазора оболочки и накопления изотопов вокруг A = 80. Результаты. [12]

Рекомендации

  1. ^ Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
  2. ^ «Стандартный атомный вес: никель». ЦИАВ . 2007.
  3. ^ Прохаска, Томас; Ирргехер, Йоханна; Бенефилд, Жаклин; Бёлке, Джон К.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Дин, Типинг; Данн, Филип Дж. Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Мейер, Харро Эй Джей (4 мая 2022 г.). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . doi : 10.1515/pac-2019-0603. ISSN  1365-3075.
  4. ^ «Изотопы элемента никеля». Научное образование . Джефферсонская лаборатория.
  5. ^ И. Гресиц; С. Тёлгеси (сентябрь 2003 г.). «Определение мягких рентгеновских изотопов в жидких радиоактивных отходах атомных электростанций». Журнал радиоаналитической и ядерной химии . 258 (1): 107–112. дои : 10.1023/А: 1026214310645. S2CID  93334310.
  6. ^ «Новые нуклиды впервые включены в оценку 2017 года» (PDF) . Проект открытия нуклидов. 22 декабря 2018 года . Проверено 22 мая 2018 г.
  7. ^ «Открытие дважды волшебного никеля». ЦЕРН Курьер . 15 марта 2000 г. Проверено 2 апреля 2013 г.
  8. ^ «Дважды волшебный металл дебютирует | Новости науки | Найти статьи» . Архивировано из оригинала 24 мая 2012 года.
  9. ^ Морис ван Гастель; Вольфганг Любиц (2009). «ЭПР-исследование гидрогеназ [NiFe]». В Грэме Хэнсоне; Лоуренс Берлинер (ред.). ЭПР высокого разрешения: применение металлоферментов и металлов в медицине . Дордрехт: Спрингер. стр. 441–470. ISBN 9780387848563.
  10. ^ Базен, Д. (2017). «Точка зрения: двойной магический никель». Физика . 10 (121): 121. doi : 10.1103/Physics.10.121 .
  11. ↑ Давиде Кастельвекки (22 апреля 2005 г.). «Атомные крушители проливают свет на сверхновые и Большой взрыв». Небо и телескоп .
  12. ^ Перейра, Дж.; Апраамян А.; Арндт, О.; Бесеррил, А.; Эллиот, Т.; Эстрада, А.; Галавиз Д.; Генрих, С.; Хосмер, П.; Кесслер, Р.; Крац, К.-Л.; Лоруссо, Г.; Мантика, ПФ; Матос, М.; Монтес, Ф.; Санти, П.; Пфайффер, Б.; Куинн, М.; Шац, Х.; Шерц, Ф.; Шнорренбергер, Л.; Смит, Э.; Томлин, Бельгия; Уолтерс, В.; Вёр, А. (2009). Исследования бета-распада ядер r-процесса в Национальной сверхпроводниковой циклотронной лаборатории . 10-й симпозиум по ядрам в космосе . Остров Макино. arXiv : 0901.1802 .