Криптон-85
| Общий | |
|---|---|
| Символ | 85 НОК |
| Имена | криптон-85, 85Кр, Кр-85 |
| Протоны ( С ) | 36 |
| Нейтроны ( Н ) | 49 |
| Данные о нуклидах | |
| Период полураспада ( т 1/2 ) | 10,756 лет |
| масса изотопа | 84.9125273(21) Да |
| Вращаться | 9/2+ |
| Избыточная энергия | -81480,267 кэВ |
| Энергия связи | 8698,562 кэВ |
| Продукты распада | 85 руб. |
| Режимы затухания | |
| Режим затухания | Энергия распада ( МэВ ) |
| Бета-распад | 0.687 |
| Бета-распад | 0.173 |
| Изотопы криптона Полная таблица нуклидов | |
Криптон-85 ( 85 Кр ) радиоизотоп криптона . —
Криптон-85 имеет период полураспада 10,756 лет и максимальную энергию распада 687 кэВ . [1] Он распадается на стабильный рубидий -85. Его наиболее распространенный распад (99,57%) происходит в результате испускания бета-частиц с максимальной энергией 687 кэВ и средней энергией 251 кэВ. Второй по распространенности распад (0,43%) — это испускание бета-частиц (максимальная энергия 173 кэВ), за которым следует испускание гамма-лучей (энергия 514 кэВ). [2] Другие моды распада имеют очень малую вероятность и испускают менее энергичные гамма-лучи. [1] [3] Криптон-85 в основном синтетический он производится естественным путем , хотя в следовых количествах путем расщепления космическими лучами .
По радиотоксичности 440 Бк 85 Kr эквивалентен 1 Бк радона-222 без учета остальной части цепочки распада радона .
Присутствие в атмосфере Земли
[ редактировать ]| t ½ ( год ) | Урожай ( % ) | вопрос ( кэВ ) | Выход | |
|---|---|---|---|---|
| 155 Евросоюз | 4.76 | 0.0803 | 252 | Выход |
| 85 НОК | 10.76 | 0.2180 | 687 | Выход |
| 113 м компакт-диск | 14.1 | 0.0008 | 316 | б |
| 90 старший | 28.9 | 4.505 | 2826 | б |
| 137 Cs | 30.23 | 6.337 | 1176 | б с |
| 121 м Сн | 43.9 | 0.00005 | 390 | Выход |
| 151 см | 88.8 | 0.5314 | 77 | б |
Натуральное производство
[ редактировать ]Криптон-85 производится в небольших количествах в результате взаимодействия космических лучей со стабильным криптоном-84 в атмосфере. Природные источники поддерживают равновесный запас около 0,09 ПБк в атмосфере. [4]
Антропогенное производство
[ редактировать ]По состоянию на 2009 год общее количество в атмосфере оценивается в 5500 ПБк за счет антропогенных источников. [5] В конце 2000 года оно оценивалось в 4800 ПБк. [4] а в 1973 году - примерно 1961 ПБк (53 мегакюри). [6] Наиболее важным из этих человеческих источников является переработка ядерного топлива , поскольку криптон-85 является одним из семи распространенных среднеживущих продуктов деления . [4] [5] [6] При ядерном делении образуется около трех атомов криптона-85 на каждые 1000 делений (т.е. его выход деления составляет 0,3%). [7] Большая часть или весь этот криптон-85 сохраняется в отработавших ядерных топливных стержнях; отработавшее топливо при выгрузке из реактора содержит от 0,13 до 1,8 ПБк/мг криптона-85. [4] Часть этого отработанного топлива перерабатывается . Текущая ядерная переработка выделяет газообразные 85 Кр в атмосферу при растворении отработавшего топлива. В принципе, можно было бы улавливать и хранить этот газообразный криптон как ядерные отходы или для использования. Совокупное глобальное количество криптона-85, высвободившегося в результате переработки, оценивается в 10 600 ПБк по состоянию на 2000 год. [4] Упомянутый выше глобальный запас меньше этой суммы из-за радиоактивного распада; меньшая фракция растворяется в глубоких океанах. [4]
Другие искусственные источники вносят небольшой вклад в общее количество. в атмосфере В результате испытаний ядерного оружия было выброшено примерно 111–185 ПБк. [4] В результате аварии на атомной электростанции Три-Майл-Айленд в 1979 году выбросы составили около 1,6 ПБк (43 кКи). [8] Чернобыльская авария выбросила около 35 ПБк. [4] [5] а авария на АЭС Фукусима-дайити привела к выбросу примерно 44–84 ПБк. [9]
Средняя концентрация криптона-85 в атмосфере составила примерно 0,6 Бк/м. 3 в 1976 г. и возросла примерно до 1,3 Бк/м. 3 по состоянию на 2005 год. [4] [10] Это приблизительные средние глобальные значения; Концентрации выше локально вокруг предприятий по переработке ядерного топлива и, как правило, выше в северном полушарии, чем в южном полушарии.
Для масштабного мониторинга атмосферы криптон-85 является лучшим индикатором тайного выделения плутония. [11]
Выбросы криптона-85 повышают электропроводность атмосферного воздуха. Ожидается, что метеорологические воздействия будут сильнее ближе к источнику выбросов. [12]
Использование в промышленности
[ редактировать ]Криптон-85 используется в дуговых газоразрядных лампах, обычно используемых в индустрии развлечений для больших пленочных светильников HMI, а также в газоразрядных лампах высокой интенсивности . [13] [14] [15] [16] [17] Наличие криптона-85 в газоразрядной трубке ламп может облегчить зажигание ламп. [14] Ранние экспериментальные разработки освещения криптоном-85 включали железнодорожный сигнальный фонарь, разработанный в 1957 году. [18] и освещенный знак шоссе, установленный в Аризоне в 1969 году. [19] Капсула криптона-85 емкостью 60 мкКи (2,22 МБк) использовалась сервером случайных чисел HotBits (намек на то, что радиоактивный элемент является квантово-механическим источником энтропии), но была заменена капсулой Cs-137 емкостью 5 мкКи (185 кБк). Источник в 1998 году. [20] [21]
Криптон-85 также используется для проверки компонентов самолета на наличие мелких дефектов. Криптону-85 позволяют проникнуть в небольшие трещины, а затем его присутствие обнаруживают методом авторадиографии . Этот метод называется «картонная газопроницаемая визуализация». [22] Газ проникает в отверстия меньшего размера, чем жидкости, используемые при капиллярном контроле с красителем и флуоресцентном контроле . [23]
Криптон-85 использовался в электронных лампах стабилизатора напряжения с холодным катодом, таких как тип 5651. [24]
Криптон-85 также используется для контроля промышленных процессов, в основном для измерения толщины и плотности, в качестве альтернативы Sr-90 или Cs-137 . [25] [26]
Криптон-85 также используется в качестве нейтрализатора заряда в системах отбора проб аэрозолей. [27]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «WWW Таблица радиоактивных изотопов - Кр85» . Лаборатории Лоуренса Беркли, США. Архивировано из оригинала 11 июня 2015 г. Проверено 30 мая 2015 г.
- ^ М. Горден; и др. (15 июля 2011 г.). «Завод Пинеллас - профессиональная доза для окружающей среды, ред. 1» (PDF) . ОРАУ . Проверено 30 мая 2015 г.
- ^ Х. Сиверс (1991). «Обновление паспортов ядерных данных для A = 85». Таблицы ядерных данных . 62 : 271–325. Бибкод : 1991NDS....62..271S . дои : 10.1016/0090-3752(91)80016-Y .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я К. Вингер; и др. (2005). «Новый сборник запасов 85 криптона в атмосфере с 1945 по 2000 год и его оценка в глобальной транспортной модели». JRNL окружающей среды по радиоактивности . 80 (2): 183–215. дои : 10.1016/j.jenvrad.2004.09.005 . ПМИД 15701383 .
- ^ Перейти обратно: а б с Дж. Альсведе; и др. (2013). «Обновление и улучшение глобального реестра выбросов криптона-85». JRNL окружающей среды по радиоактивности . 115 : 34–42. Бибкод : 2013JEnvR.115...34A . дои : 10.1016/j.jenvrad.2012.07.006 . ПМИД 22858641 .
- ^ Перейти обратно: а б Телегадас, К.; Фербер, Дж.Дж. (28 ноября 1975 г.). «Атмосферные концентрации и инвентаризация криптона-85 в 1973 году». Наука . 190 (4217). Американская ассоциация содействия развитию науки: 882–883. Бибкод : 1975Sci...190..882T . дои : 10.1126/science.190.4217.882 . JSTOR 1741777 . S2CID 129885789 .
- ^ Конинг, Арьян (август 2005 г.). Кумулятивные выходы деления . ISBN 978-92-64-02314-7 . Получено 1 июня 2015 г. - из Библиотеки ядерных данных JEFF-3.1, Отчет JEFF 21, ОЭСР/АЯЭ, Париж, Франция, 2006 г.
- ^ «NRC США: справочная информация об аварии на острове Три-Майл» . Комиссия по ядерному регулированию США. 12 декабря 2014 г. Проверено 31 мая 2015 г.
- ^ В. Лин; и др. (2015). «Радиационное воздействие ядерной аварии на Фукусиме на атмосферу». Атмосферная среда . 102 : 311–322. Бибкод : 2015AtmEn.102..311L . дои : 10.1016/j.atmosenv.2014.11.047 .
- ^ О. Росс; и др. Моделирование атмосферного криптона-85 для оценки обнаруживаемости тайной ядерной переработки (PDF) . Симпозиум по международным гарантиям: подготовка к будущим задачам проверки; Вена (Австрия); 1-5 ноября 2010 г. (Технический отчет). МАГАТЭ-CN-184.
- ^ Калиновский, Мартин Б.; Сарториус, Хартмут; Уль, Стефан; Вайс, Вольфганг (2004), «Выводы по отделению плутония от атмосферного криптона-85, измеренному на различных расстояниях от перерабатывающего завода в Карлсруэ», Journal of Environmental Radioactivity , 73 (2): 203–22, Bibcode : 2004JEnvR..73.. 203K , doi : 10.1016/j.jenvrad.2003.09.002 , PMID 15023448
- ^ Харрисон, Р.Г.; Апсимон, HM (1 февраля 1994 г.). «Загрязнение Криптоном-85 и атмосферное электричество». Атмосферная среда . 28 (4): 637–648. Бибкод : 1994AtmEn..28..637H . дои : 10.1016/1352-2310(94)90041-8 .
- ^ Криптон-85 (PDF) . Spectragases.com (30 декабря 2004 г.). Проверено 25 июля 2013 г.
- ^ Перейти обратно: а б Типы ламп , Европейская федерация производителей ламп, заархивировано из оригинала 22 июня 2012 г. , получено 6 ноября 2012 г.
- ^ Ионизирующие вещества в осветительной продукции (PDF) , Европейская федерация производителей ламп, 2009 г., архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2014 г. , получено 6 ноября 2012 г.
- ^ NRPB и GRS (2001), Транспортировка потребительских товаров, содержащих небольшие количества радиоактивных материалов (PDF) , Европейская комиссия, заархивировано из оригинала (PDF) 25 ноября 2011 г. , получено 6 ноября 2012 г.
- ^ Оценка радиологического воздействия транспортировки и утилизации лампочек, содержащих тритий, криптон-85 и радиоизотопы тория , Агентство по охране здоровья, 2011 г., заархивировано из оригинала 28 мая 2012 г. , получено 6 ноября 2012 г.
- ^ «Сделайте железнодорожный сигнальный фонарь с питанием от А в лабораториях D&RGW» . Огденский стандартный экзаменатор . 17 февраля 1957 г. Проверено 31 мая 2015 г. - через Newspapers.com.
- ^ Дэвис, Эл (4 января 1970 г.). «Здесь день и ночь светится атомный знак» . Республика Аризона . Проверено 31 мая 2015 г. - через Newspapers.com.
- ^ «Совершенно случайно» . Проводной журнал . Том. 11, нет. 8. Август 2003 г.
- ^ Уокер, Джон (сентябрь 2006 г.). «Оборудование HotBits» . ХотБитс .
- ^ Глатц, Дж. (1 декабря 1996 г.). «Визуализация проникающего газа криптоном — ценный инструмент для обеспечения структурной целостности компонентов авиационных двигателей» . Оценка материалов . 54 (12). ОСТИ 445392 .
- ^ Глатц, Джозеф. Визуализация методом проникающего газа криптона – ценный инструмент для обеспечения структурной целостности компонентов авиационных двигателей . Американское общество неразрушающего контроля
- ^ 5651 Электронная трубка-стабилизатор регулятора напряжения Sylvania . Oddmix.com (15 мая 2013 г.). Проверено 25 июля 2013 г.
- ^ Закрытые источники Криптона-85 (Кр-85) для управления промышленными процессами, получено 10 сентября 2021 г.
- ^ [1] Закрытые источники для промышленных измерений. Бета-источники Кр-85 серии M85K01 (PDF) Получено 10 сентября 2021 г.
- ^ Лю, Бенджамин; Пиу, Дэвид (1974). «Электрическая нейтрализация аэрозолей» . Журнал аэрозольной науки . 5 (5): 465–472. Бибкод : 1974JAerS...5..465L . дои : 10.1016/0021-8502(74)90086-X . Проверено 4 января 2023 г.