Изотопы никеля


Изотопы никеля — разновидности химического элемента никеля, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы никеля с массовыми числами от 48 до 80 (количество протонов 28, нейтронов от 20 до 52) и 8 ядерных изомеров.

Природный никель представляет собой смесь пяти стабильных изотопов:

  • 58Ni (изотопная распространённость 68,27 %)
  • 60Ni (изотопная распространённость 26,10 %)
  • 61Ni (изотопная распространённость 1,13 %)
  • 62Ni (изотопная распространённость 3,59 %)
  • 64Ni (изотопная распространённость 0,91 %).

Среди искусственных изотопов самый долгоживущий 59Ni (период полураспада 76 тыс. лет) и 63Ni (период полураспада 100 лет). Период полураспада остальных не превышает нескольких суток.


Никель-62

Основная статья: Nickel-62 (англ.)русск.

Никель-62 является изотопом с наибольшей энергией связи на нуклон среди известных изотопов (8,7945 МэВ). Не следует путать с изотопом 56Fe, имеющим наименьшую массу на нуклон и потому также часто упоминаемый как наиболее стабильный изотоп. Разница между наибольшей энергией связи и наименьшей массой объясняется небольшой разницей масс протона и нейтрона.

Никель-63

63Ni является источником мягкого бета-излучения со средней энергией 17 кэВ и максимальной энергией 67 кэВ.[1] Бета-распад, период полураспада 100 лет, дочерний изотоп стабильный 63Cu. Получают облучением нейтронами в ядерном реакторе стабильного изотопа 62Ni.

Получил распространение как источник электронов для ионизации захватом электрона (англ.)русск.. Например, в аналитической химии методами, основанными на подвижности ионов в газе и жидкости (Ион-мобильная спектрометрия (англ.)русск., детекторы электронного захвата в газовой хроматографии).

Также известны работы по созданию изотопного источника электроэнергии на основе этого изотопа.[2]

Таблица изотопов никеля

Символ
нуклида 		Z(p) N(n) Масса изотопа[3]
(а. е. м.) 		Период
полураспада[4]
(T1/2) 		Спин и чётность
ядра[4]
Энергия возбуждения
48Ni 28 20 48,01975 10 мс 0+
49Ni 28 21 49,00966 13 мс 7/2-
50Ni 28 22 49,99593 9,1 мс 0+
51Ni 28 23 50,98772 30 мс 7/2-
52Ni 28 24 51,97568 38 мс 0+
53Ni 28 25 52,96847 45 мс 7/2-
54Ni 28 26 53,95791 104 мс 0+
55Ni 28 27 54,951330 204,7 мс 7/2-
56Ni 28 28 55,942132 6,075 сут 0+
57Ni 28 29 56,9397935 35,60 ч 3/2-
58Ni 28 30 57,9353429 стабилен 0+
59Ni 28 31 58,9343467 76 тыс. лет 3/2-
60Ni 28 32 59,9307864 стабилен 0+
61Ni 28 33 60,9310560 стабилен 3/2-
62Ni 28 34 61,9283451 стабилен 0+
63Ni 28 35 62,9296694 100,1 лет 1/2-
63mNi 87,15 кэВ 1,67 мкс 5/2-
64Ni 28 36 63,9279660 стабилен 0+
65Ni 28 37 64,9300843 2,5172 ч 5/2-
65mNi 63,37 кэВ 69 мкс 1/2-
66Ni 28 38 65,9291393 54,6 ч 0+
67Ni 28 39 66,931569 21 с 1/2-
67mNi 1,007 МэВ 13,3 мкс 9/2+
68Ni 28 40 67,931869 29 с 0+
68m1Ni 1,7700 МэВ 276 нс 0+
68m2Ni 2,8491 МэВ 860 мкс 5-
69Ni 28 41 68,935610 11,5 с 9/2+
69m1Ni 321 кэВ 3,5 с 1/2-
69m2Ni 2,701 МэВ 439 нс 17/2-
70Ni 28 42 69,93650 6,0 с 0+
70mNi 2,860 МэВ 232 нс 8+
71Ni 28 43 70,94074 2,56 с 1/2-
72Ni 28 44 71,94209 1,57 с 0+
73Ni 28 45 72,94647 840 мс 9/2+
74Ni 28 46 73,94807 680 мс 0+
75Ni 28 47 74,95287 600 мс 7/2+
76Ni 28 48 75,95533 470 мс 0+
77Ni 28 49 76,96055 300 мс 9/2+
78Ni 28 50 77,96318 110 мс 0+
79Ni 28 51 > 635 нс

Примечания

  1. ↑ Источники β-излучения: Никель-63
  2. ↑ Выпуск никеля-63 для атомных батареек начнется в 2020—2023 гг
  3. ↑ Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode: 2003NuPhA.729..337A.
  4. ↑ 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode: 2003NuPhA.729....3A.