Никель-62 — изотоп никеля, имеющий 28 протонов и 34 нейтрона .
Это стабильный изотоп с самой высокой энергией связи на нуклон среди всех известных нуклидов (8,7945 МэВ). [1] [2] Часто утверждается, что 56 Fe является «самым стабильным ядром», но только потому, что 56 Fe имеет самую низкую массу на нуклон (не энергию связи на нуклон) среди всех нуклидов. Более низкая масса на нуклон у 56 Fe возможна, потому что 56 Fe имеет 26/56 ≈ 46,43% протонов, в то время как 62 Ni имеет только 28/62 ≈ 45,16% протонов. Протоны менее массивны, чем нейтроны, что означает, что большая доля протонов в 56 Fe снижает его среднее отношение массы к нуклону таким образом, что это не влияет на его энергию связи.
Высокая энергия связи изотопов никеля в целом делает никель «конечным продуктом» многих ядерных реакций (включая реакции захвата нейтронов ) во всей Вселенной и объясняет высокую относительную распространенность никеля, хотя большая часть никеля в космосе (и, таким образом, произведенного взрывами сверхновых) — это никель-58 (наиболее распространенный изотоп) и никель-60 (второй по распространенности), а другие стабильные изотопы ( никель-61 , никель-62 и никель-64 ) довольно редки. Это говорит о том, что большая часть никеля производится в сверхновых в r-процессе захвата нейтронов из никеля-56 сразу после коллапса ядра, причем любой никель-56, который избегает взрыва сверхновой, быстро распадается на кобальт-56 , а затем на стабильное железо-56.
Второе и третье по силе связи ядра — это ядра 58Fe и 56Fe , с энергиями связи на нуклон 8,7922 МэВ и 8,7903 МэВ соответственно. [3]
Как отмечено выше, изотоп 56 Fe имеет самую низкую массу на нуклон среди всех нуклидов, 930,412 МэВ/c 2 , за ним следует 62 Ni с 930,417 МэВ/c 2 и 60 Ni с 930,420 МэВ/c 2 . Как отмечено, это не противоречит связывающим числам, поскольку 62 Ni имеет большую долю нейтронов, которые массивнее протонов.
Если рассматривать только ядра, не включая электроны, то наименьшую массу на нуклон снова показывает 56Fe (930,175 МэВ/c2 ) , за ним следуют 60Ni (930,181 МэВ/c2 ) и 62Ni (930,187 МэВ/c2 ) .
Заблуждение о более высокой энергии ядерной связи 56 Fe, вероятно, возникло из астрофизики. [4] Во время нуклеосинтеза в звездах конкуренция между фотораспадом и альфа-захватом приводит к тому , что образуется больше 56 Ni , чем 62 Ni ( 56 Fe образуется позже в оболочке выброса звезды по мере распада 56 Ni). 56 Ni является естественным конечным продуктом горения кремния в конце жизни сверхновой и является продуктом 14 альфа-захватов в альфа-процессе , который создает более массивные элементы шагами по 4 нуклона из углерода. Этот альфа-процесс при горении сверхновых заканчивается здесь из-за более высокой энергии цинка-60 , который будет произведен на следующем этапе после добавления еще одной « альфа » (или, как правильнее сказать, ядра гелия).
Тем не менее, 28 атомов никеля-62, сливаясь с 31 атомом железа-56, высвобождают0,011 Да энергии; следовательно, будущее расширяющейся Вселенной без распада протона включает в себя железные звезды, а не «никелевые звезды».