Żelazo-55
| Ogólny | |
|---|---|
| Symbol | 55 fe |
| Nazwy | żelazo-55, 55Fe, Fe-55 |
| Protony ( Z ) | 26 |
| Neutrony ( N ) | 29 |
| Dane dotyczące nuklidów | |
| Okres półtrwania ( t 1/2 ) | 2.737 lat |
| Produkty rozkładu | 55 mln |
| Tryby rozpadu | |
| Tryb rozpadu | Energia rozpadu ( MeV ) |
| Wychwytywanie elektronów | 0,00519 |
|
Izotopy żelaza Kompletna tabela nuklidów | |
Żelazo-55 ( 55 Fe) to radioaktywny izotop żelaza z jądrem zawierającym 26 protonów i 29 neutronów . Rozpada się przez wychwytywanie elektronów do manganu-55 , a okres półtrwania tego procesu wynosi 2,737 lat. Emitowane promieniowanie rentgenowskie może być wykorzystywane jako źródło promieniowania rentgenowskiego w różnych metodach analizy naukowej, takich jak dyfrakcja rentgenowska . Żelazo-55 jest również źródłem elektronów Augera , które powstają podczas rozpadu.
Rozkład
Żelazo-55 rozpada się poprzez wychwytywanie elektronów do manganu-55 z okresem półtrwania 2,737 lat. Elektrony wokół jądra szybko dostosowują się do obniżonego ładunku bez opuszczania swojej powłoki, a wkrótce potem pustka w powłoce „K” pozostawiona przez elektron przechwycony w jądrze jest wypełniona elektronem z wyższej powłoki. Różnica energii jest uwalniana przez emisję elektronów Augera o energii 5,19 keV, z prawdopodobieństwem około 60%, promieniami rentgenowskimi K-alfa -1 o energii 5,89875 keV i prawdopodobieństwem około 16,2%, K-alfa -2 Promieniowanie rentgenowskie o energii 5,88765 keV i prawdopodobieństwie około 8,2% lub promieniowanie rentgenowskie K -beta o energii nominalnej 6,49045 keV i prawdopodobieństwie około 2,85%. Energie promieniowania rentgenowskiego K-alfa-1 i -2 są tak podobne, że często określa się je jako promieniowanie monoenergetyczne o energii fotonu 5,9 keV. Jego prawdopodobieństwo wynosi około 28%. Pozostałe 12% przypada na elektrony Augera o niższej energii i kilka fotonów z innych, mniejszych przejść.
Używać
Promieniowanie rentgenowskie K-alfa emitowane przez mangan-55 po wychwycie elektronów zostało wykorzystane jako laboratoryjne źródło promieniowania rentgenowskiego w różnych technikach rozpraszania promieniowania rentgenowskiego . Zaletą emitowanych promieni rentgenowskich jest to, że są one monochromatyczne i są wytwarzane w sposób ciągły przez wiele lat. Do tej emisji nie jest potrzebna energia elektryczna, co jest idealne dla przenośnych przyrządów rentgenowskich, takich jak do fluorescencji rentgenowskiej . Misja ESA ExoMars wykorzystała w 2016 roku takie źródło żelaza-55 do połączonej dyfrakcji rentgenowskiej / fluorescencji rentgenowskiej . Misja marsjańska MSL z 2011 roku wykorzystywała funkcjonalnie podobny spektrometr, ale z tradycyjnym, zasilanym elektrycznie źródłem promieniowania rentgenowskiego.
Elektrony Augera mogą być stosowane w detektorach wychwytu elektronów do chromatografii gazowej . Szerzej stosowane niklu-63 dostarczają elektronów z rozpadu beta.
Występowanie
Żelazo-55 jest najskuteczniej wytwarzane przez napromieniowanie żelaza neutronami . Reakcja ( 54Fe (n,γ) 55Fe i 56Fe (n,2n) 55Fe ) dwóch najbardziej rozpowszechnionych izotopów żelaza-54 i żelaza-56 z neutronami daje żelazo-55. Większość obserwowanego żelaza-55 powstaje w reakcjach napromieniowania i nie jest to pierwotny produkt rozszczepienia. W wyniku atmosferycznych prób jądrowych w latach 50. XX wieku i do czasu wprowadzenia zakazu prób w 1963 r. do atmosfery przedostały się znaczne ilości żelaza-55. biosfera . Ludzie w pobliżu poligonów, na przykład Inupiat ( rdzenni mieszkańcy Alaski ) i mieszkańcy Wysp Marshalla , zgromadzili znaczne ilości radioaktywnego żelaza. Jednak krótki okres półtrwania i zakaz testowania zmniejszyły w ciągu kilku lat dostępną ilość żelaza-55 prawie do poziomów sprzed testów jądrowych.