Izotopy železa

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Přírodní železo (26Fe) se skládá ze čtyř stabilních izotopů: 5,845 % tvoří 54Fe (může být radioaktivní s poločasem nad 3,1×1022 let), 91,754 % 56Fe, 2,119 % 57Fe a 0,282 % 58Fe.Známé radioizotopy železa mají nukleonová čísla od 45 do 75, nejstabilnější z nich jsou 60Fe s poločasem přeměny přibližně 2,6×106 let a 55Fe s poločasem 2,744 r. Ostatní se přeměňují s poločasy kratšími než 45 dní, většinou pod 1 minutu.[1] Je také známo několik jaderných izomerů tohoto prvku.

Většina prací založených na měření izotopového složení železa se zaměřovala na změny obsahu 60Fe v procesech jako jsou nukleosyntéza (například studium meteoritů) a tvorba rud.

Železo-54[editovat | editovat zdroj]

Železo-54 je pozorovatelně stabilní, ovšem teoreticky se může přeměňovat dvojitým záchytem elektronu na 54Cr s poločasem nad 3,1×1022 let.

Železo-56[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Železo-56.

56Fe je nuklid s nejmenší (klidovou) hmotností na nukleon, 930,412 MeV/c2, ovšem nikoliv s největší jadernou vazebnou energií na nukleon (tím je nikl-62).[2] 56Fe je ovšem častějším konečným produktem fúzních řetězců ve velmi hmotných hvězdách a díky tomu je ve vesmíru mnohem rozšířenější než ostatní nuklidy s velmi vysokou vazebnou energií, jako jsou 62Ni, 58Fe a 60Ni.

Železo-57[editovat | editovat zdroj]

Izotop 57Fe se používá v Mössbauerově spektroskopii a nukleárně rezonanční vibrační spektroskopii.[3]

Železo-60[editovat | editovat zdroj]

Železo-60 je izotop železa s poločasem přeměny 2,6 milionů let.[4][5] Přeměňuje se beta minus přeměnou na kobalt-60. Stopová množství tohoto izotopu byla nalezena ve vzorcích měsíčních hornin.

Seznam izotopů[editovat | editovat zdroj]

symbol
nuklidu
Z(p) N(n)  
hmotnost izotopu (u)
 
poločas přeměny[1] způsob(y)
přeměny[1]
produkt(y)
přeměny[6]
jaderný
spin[1]
reprezentativní
izotopové
složení
(molární zlomek)[1]
rozmezí přirozeného
výskytu
(molární zlomek)
excitační energie
45Fe 26 19 45,014 58(24) 2,45(23) ms 2p (70 %) 43Cr +3/2
β+, p (19,0 %) 44Cr
β+, 2p (7,8 %) 44Cr
β+, 3p (3,3 %) 44Cr
46Fe 26 20 46,000 81(38) 13,0(20) ms β+, p (78,7 %) 45Cr 0
β+ (21,3 %) 46Mn
47Fe 26 21 46,992 89(28) 21,9(2) ms β+, p (88,4 %) 46Cr -7/2
β+ (11,6 %) 47Mn
48Fe 26 22 47,980 50(8) 45,3(6) ms β+ (84,1 %) 48Mn 0
β+, p (15,9 %) 47Cr
49Fe 26 23 48,973 61(16) 64,7(3) ms β+, p (56,7 %) 48Cr -7/2
β+ (43,3 %) 49Mn
50Fe 26 24 49,962 99(6) 155(11) ms β+ (>99,9 %) 50Mn 0
β+, p (<0,1 %) 49Cr
51Fe 26 25 50,956 820(16) 305(5) ms β+ 51Mn -5/2
52Fe 26 26 51,948 114(7) 8,725(8) h β+ 52mMn 0
52mFe 6,958 MeV 45,9(6) s β+ 52Mn +12
53Fe 26 27 52,945 307 9(19) 8,51(2) min β+ 53Mn -7/2
53mFe 3 040,4 keV 2,54(2) min IC 53Fe -19/2
54Fe 26 28 53,939 609 0(5) Pozorovatelně stabilní[7] 0 0,058 45(35) 0,058 37–0,058 61
54mFe 6 526,9(6) keV 364(7) ns +10
55Fe 26 29 54,938 934(7) 2,744(9) r ε 55Mn -3/2
56Fe 26 30 55,934 936 3(5) Stabilní 0 0,917 54(36) 0,917 42–0,917 60
57Fe 26 31 56,935 392 8(5) Stabilní -1/2 0,021 19(10) 0,021 16–0,021 21
58Fe 26 32 57,933 274 4(5) Stabilní 0 0,002 82(4) 0,00281–0,002 82
59Fe 26 33 58,934 875 5(8) 44,495(9) d β 59Co -3/2
60Fe 26 34 59,934072(4) 2,62(4)×106 r β 60Co 0 stopy
61Fe 26 35 60,936 745(21) 5,98(6) min β 61Co -3/2
61mFe 861(3) keV 250(10) ns +9/2
62Fe 26 36 61.936767(16) 68(2) s β 62Co 0
63Fe 26 37 62,940 37(18) 6,1(6) s β 63Co -5/2
64Fe 26 38 63,941 2(3) 2,0(2) s β 64Co 0
65Fe 26 39 64,945 38(26) 0,81(5) s β 65Co -1/2
65mFe 402 keV 430(130) ns +9/2
66Fe 26 40 65,946 78(32) 351(6) ms β (>99,9 %) 66Co 0
β, n (<0,1 %) 65Co
67Fe 26 41 66,950 95(45) 395(9) ms β (>99,9 %) 67Co -1/2
β, n (<0,1 %) 66Co
67mFe 367(3) keV 64(17) µs -5/2
68Fe 26 42 67,953 70(75) 188(6) ms β (>99,9 %) 68Co 0
β, n (<0,1 %) 67Co
69Fe 26 43 68,958 78(54) 162(7) ms β (>99,9 %) 69Co -1/2
β, n (<0,1 %) 68Co
70Fe 26 44 69,961 46(64) 63(5) ms 0
71Fe 26 45 70.96672(86)# 35(7) ms +7/2
72Fe 26 46 71,969 62(86) 19(4) ms
73Fe 26 47 >633 ns
74Fe 26 48 >638 ns
75Fe 26 49 ?

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Isotopes of iron na anglické Wikipedii.

  1. a b c d e http://www.nndc.bnl.gov/chart/
  2. Fewell, M. P. "The atomic nuclide with the highest mean binding energy". American Journal of Physics 63 (7): 653-58. Accessed: 2011-03-22. (Archived by WebCite® at http://www.webcitation.org/5xNHry2gq)
  3. R. Nave. Mossbauer Effect in Iron-57 [online]. Georgia State University [cit. 2009-10-13]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. RUGEL, G.; FAESTERMAN, T.; KNIE, K.; KORSCHINEK, G.; POUTIVTSEV, M.; SCHUMANN, D.; KIVEL, N. New Measurement of the 60Fe Half-Life. Physical Review Letterst. 2009, s. 72502. DOI:10.1103/PhysRevLett.103.072502. Bibcode:2009PhRvL.103g2502R. (anglicky) 
  5. Eisen mit langem Atem [online]. Dostupné online. (anglicky) 
  6. Stabilní izotopy tučně, téměř stabilní (poločas přeměny delší než stáří vesmíru) tučnou kurzívou
  7. Předpokládá se β+ přeměna na 54Cr s poločasem nad 3,1×1022 let.