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镍-62
✍ dations ◷ 2025-04-03 16:56:21 #镍-62
镍-62(英语:Nickel-62, 62Ni)是镍的一种同位素,共有28个质子及34个中子。镍-62是一种稳定同位素(英语:Stable isotope ratio),有着已知核种中最高的每一核子结合能(英语:nuclear binding energy)(8.7945 MeV)。通常铁-56(英语:iron-56)被认为是“最稳定的核子”,但这仅仅是因为铁-56是所有核种当中每一核子“质量”最低的核子(而非每一核子结合能)。铁-56拥有26/56个 = 46.43%质子,而镍-62则只有28/62个 = 45.16%质子;而铁-56拥有质子的比例较多,因而降低一定比率的平均每一核子质量,但对于结合能几乎没有影响。镍同位素的高结合能,通常会是宇宙中许多核反应(包括中子捕获反应)的“最终产物”,也能够解释镍元素的相对丰富度比较高──即便太空中最多的镍同位素(由超新星爆炸产生)为镍-58(最常见的同位素)及镍-60(第二常见的同位素),其他的镍稳定同位素(镍-61、镍-62及镍-64)含量非常少。这种情况显示大多数的镍是从恒星核心坍塌并发生超新星爆炸当中,经中子捕获中的R-过程产生出来;一旦镍-56从超新星爆炸中脱离,就会迅速衰变成钴-56,进而衰变成稳定的铁-56。在所有同位素中核子结合最紧密的第二名与第三名分别为铁-58与铁-56,其结合能分别为8.7922 MeV与8.7903 MeV。如上所述,铁-56是所有核种当中每一核子质量最低的同位素(930.412 MeV/c2)仅次于镍-62的930.417 MeV/c2以及镍-60的930.420 MeV/c2。而且如上所述,这种情形与结合的核子数量并不冲突,因为镍-62有较多比例的中子,而中子质量比质子大。如果排除电子云,只计算原子核的质量,铁-56仍然是每一核子最低质量的原子核(930.175 MeV/c2),其次为镍-60的930.181 MeV/c2及镍-62的930.187 MeV/c2。对于铁-56高核子结合能的误解,可能起源于天体物理学。在恒星核合成的过程当中,光致蜕变以及氦核作用的竞争,导致镍-56的生成量比镍-62多(铁-56是在镍-62抛出恒星外后衰变而成)。镍-62是超新星生命结束时硅燃烧过程的自然最终产物,从碳-4原子开始,借由氦核作用捕获14个α粒子,最后形成镍-62。超新星燃烧中氦核作用结束于镍-62,因为镍-62在加入一颗α粒子(也就是氦原子)产生锌-60时会消耗能量而非释放能量。即便如此,28个镍-62原子融合成31个铁-56原子时,会释放出0.011 u的能量;因此,假设经手征性异常(英语:Chiral anomaly)所进行的质子衰变速度非常慢,这种没有质子衰变的膨胀宇宙未来就会充斥着铁星而非“镍星”。
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