铁的同位素

✍ dations ◷ 2024-07-05 09:21:07 #铁的同位素

铁（原子量：55.845(2)）共有34个同位素，有四种天然同位素，其中有4个是稳定的，他们包括54Fe，丰度占5.845%、56Fe，丰度占91.754%、57Fe，丰度占2.119% 、58Fe，丰度占0.282%，其中54Fe在许多研究中表明可能具放射性，半衰期大于3.1×1022年，但目前尚未观测到明确的衰变现象。下面列出24种铁已知的放射性同位素半衰期等资料，也可以参考布鲁克海文国家实验室交互式核素表以查阅更精确的数值。早期许多测量铁的同位素组成多半是着重在伴随核合成过程（也就是陨石相关研究）以及成矿分析来确定60Fe的变化量；然而，在过去十年中，在质谱分析技术的进步已经允许在短时间内检测和定量天然存在的铁的稳定同位素的比率。这项技术大部分已运用在地球科学和行星科学的相关研究，应用生物和工业系统也开始出现。铁-54理论上可以经由双电子捕获（英语：Double_electron_capture）衰变成铬-54，半衰期大于3.1x1022年，但目前没有观测到铁-54的衰变，因此铁-54可以视为观测上稳定的同位素。铁-56是所有核素中，平均核子质量最低的核素，平均每个核子质量为930.412 MeV/c2，相当于0.9988个原子质量单位，但并不是平均结合能最高的核素，平均结合能最高的核素是镍-62。然而，根据核合成的运作细节，56Fe（英语：Iron-56）通常是极大质量恒星中核聚变链的更常见的终点，因此在宇宙中十分常见，但相对于其他金属，包括62Ni、58Fe和60Ni都具有非常高的结合能。由于铁-57有低自然变化的跃迁能量14.4KeV，因此被广泛应用于穆斯堡尔谱和相关的核共振振动光谱（英语：Nuclear resonance vibrational spectroscopy）中。铁-60（60Fe）是铁的同位素之一，其半衰期约为二百六十万年，但在2009年之前一直被认为只有150万年的半衰期。60Fe会经历β−衰变衰变成钴-60。备注：画上#号的数据代表没有经过实验的证明，只是理论推测而已，而用括号括起来的代表数据不确定性。

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