Железо-55
| Общий | |
|---|---|
| Символ | 55 Фе |
| Имена | железо-55, 55Fe, Fe-55 |
| Протоны ( С ) | 26 |
| Нейтроны ( Н ) | 29 |
| Данные о нуклидах | |
| Период полураспада ( т 1/2 ) | 2,737 лет |
| Продукты распада | 55 Мин. |
| Режимы затухания | |
| Режим затухания | Энергия распада ( МэВ ) |
| Захват электрона | 0.00519 |
| Изотопы железа Полная таблица нуклидов | |
Железо-55 ( 55 Fe) — радиоактивный изотоп железа , с ядром содержащим 26 протонов и 29 нейтронов . Он распадается путем захвата электронов до марганца-55 , период полураспада этого процесса составляет 2,737 года. Испускаемые рентгеновские лучи можно использовать в качестве источника рентгеновских лучей для различных методов научного анализа, таких как дифракция рентгеновских лучей . Железо-55 также является источником оже-электронов , которые образуются при распаде.
Разлагаться
[ редактировать ]Железо-55 распадается посредством захвата электронов до марганца-55 с периодом полураспада 2,737 года. [1] Электроны вокруг ядра быстро приспосабливаются к пониженному заряду, не покидая своей оболочки, и вскоре после этого вакансия в оболочке «К», оставленная захваченным ядром электроном, заполняется электроном из более высокой оболочки. Разница в энергии выделяется путем испускания оже-электронов 5,19 кэВ, с вероятностью около 60%, К-альфа -1 рентгеновских лучей с энергией 5,89875 кэВ и вероятностью около 16,2%, К-альфа -2 рентгеновских лучей . с энергией 5,88765 кэВ и вероятностью около 8,2%, или К-бета- рентгеновские лучи с номинальной энергией 6,49045 кэВ и вероятностью около 2,85%. Энергии рентгеновских лучей К-альфа-1 и -2 настолько схожи, что их часто называют моноэнергетическим излучением с энергией фотонов 5,9 кэВ. Его вероятность составляет около 28%. [2] Остальные 12% приходится на оже-электроны с более низкой энергией и несколько фотонов от других, второстепенных переходов.
Использовать
[ редактировать ]Рентгеновские лучи K-альфа, испускаемые марганцем -55 после захвата электрона, использовались в качестве лабораторного источника рентгеновских лучей в различных методах рассеяния рентгеновских лучей . Преимущества испускаемых рентгеновских лучей заключаются в том, что они монохроматичны и производятся непрерывно в течение многих лет. [3] Для этого излучения не требуется электрическая энергия, что идеально подходит для портативных рентгеновских инструментов, таких как рентгеновские флуоресцентные приборы. [4] В 2016 году миссия «ЭкзоМарс ЕКА » использовала [5] [6] такой источник железа-55 для его комбинированного рентгеновского дифракционно - рентгенофлуоресцентного спектрометра. [7] В миссии MSL на Марс в 2011 году использовался функционально аналогичный спектрометр, но с традиционным источником рентгеновского излучения с электрическим приводом. [8]
Оже-электроны могут быть применены в детекторах электронного захвата для газовой хроматографии . Более широко используемые источники никеля-63 обеспечивают электроны в результате бета-распада. [9]
возникновение
[ редактировать ]Железо-55 наиболее эффективно получают путем облучения железа нейтронами . Реакция ( 54 Fe(n,γ) 55 Фе и 56 Fe(n,2n) 55 Fe) двух наиболее распространенных изотопов железа-54 и железа-56 с нейтронами дает железо-55. Большая часть наблюдаемого железа-55 образуется в результате этих реакций облучения и не является первичным продуктом деления. [10] В результате атмосферных ядерных испытаний в 1950-х годах и до запрета испытаний было выброшено значительное количество железа-55 в 1963 году в биосферу . [11] Люди, близкие к полигонам, например инупиаты ( коренные жители Аляски ) и жители Маршалловых островов , накопили значительные количества радиоактивного железа. Однако короткий период полураспада и запрет на испытания снизили за несколько лет доступное количество железа-55 почти до уровня, существовавшего до ядерных испытаний. [11] [12]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Жорж, Audi (2003). «Оценка ядерных свойств и свойств распада NUBASE». Ядерная физика А . 729 (1): 3–128. Бибкод : 2003НуФА.729....3А . CiteSeerX 10.1.1.692.8504 . doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 .
- ^ Эсам М.А. Хусейн (2003). Справочник по радиационному зондированию, измерению, визуализации и анализу . Спрингер. п. 26. ISBN 978-1-4020-1294-5 .
- ^ Пройсс, Лютер Э. (1966). «Демонстрация дифракции рентгеновских лучей на LiF с использованием рентгеновских лучей Mn Kα, полученных в результате 55 Распад Fe». Applied Physics Letters . 9 (4): 159–161. Bibcode : 1966ApPhL...9..159P . doi : 10.1063/1.1754691 .
- ^ Химмельсбах, Б. (1982). «Портативные рентгеновские измерители для на месте мониторинга микроэлементов в воздухе ». Токсичные материалы в атмосфере, отбор проб и анализ . ISBN 978-0-8031-0603-1 .
- ^ «Марсоход программы ExoMars ЕКА-НАСА, 2018» . ЕКА. Архивировано из оригинала 23 декабря 2009 г. Проверено 12 марта 2010 г.
- ^ «Комплект приборов ЭкзоМарс» . ЕКА . Проверено 12 марта 2010 г.
- ^ Маринангели, Л.; Хатчинсон, И.; Балива, А.; Стеволи, А.; Амбрози, Р.; Критани, Ф.; Делез, Р.; Сканделли, Л.; Холланд, А.; Нельмс, Н.; Команда Марс-Xrd (12–16 марта 2007 г.). Европейский прибор XRD/XRF для миссии ExoMars . 38-я конференция по науке о Луне и планетах. Конференция по науке о Луне и планетах . № 1338. Лиг-Сити, Техас. п. 1322. Бибкод : 2007LPI....38.1322M .
- ^ Химия и минералогия (CheMin) , НАСА
- ^ диджей Дуайт; Э.А. Лорх; Дж. Э. Лавлок (1976). «Железо-55 как шнековый эмиттер электронов: новый источник для детекторов газовой хроматографии» . Журнал хроматографии А. 116 (2): 257–261. дои : 10.1016/S0021-9673(00)89896-9 .
- ^ Престон, А. (1970). «Концентрация железа-55 в промысловых видах рыб Северной Атлантики». Морская биология . 6 (4): 345–349. дои : 10.1007/BF00353667 . S2CID 91254200 .
- ^ Перейти обратно: а б Палмер, HE; Бизли, ТМ (1965). «Железо-55 в людях и их продуктах». Наука . 149 (3682): 431–2. Бибкод : 1965Sci...149..431P . дои : 10.1126/science.149.3682.431 . ПМИД 17809410 . S2CID 206565239 .
- ^ Бизли, ТМ; Проведено, Э.Э.; Конард, RME (1965). «Железо-55 у жителей Ронгелапа, рыбы и почвы». Физика здоровья . 22 (3): 245–50. дои : 10.1097/00004032-197203000-00005 . ПМИД 5062744 .