鎳-62

鎳-62是一種穩定同位素,有著已知核種中最高的每一核子結合能(8.7945 MeV)[1][2]。通常鐵-56被認為是「最穩定的核子」,但這僅僅是因為鐵-56是所有核種當中每一核子「質量」最低的核子(而非每一核子結合能)。鐵-56擁有26/56個 = 46.43%質子,而鎳-62則只有28/62個 = 45.16%質子;而鐵-56擁有質子的比例較多,因而降低一定比率的平均每一核子質量,但對於結合能幾乎沒有影響。

鎳-62,62Ni
基本
符號62Ni
名稱鎳-62, Ni-62
原子序28
中子數34
CAS号13981-81-2  
核素数据
豐度3.6346%
半衰期稳定
原子量61.9283449(5) u
自旋0
结合能8794.553± 0.007 keV
鎳的同位素
完整核素表

鎳-62英語:)是的一種同位素,共有28個質子及34個中子

特性

鎳同位素的高結合能,通常會是宇宙中許多核反應(包括中子捕獲反應)的「最終產物」,也能夠解釋鎳元素的相對豐富度比較高──即便太空中最多的鎳同位素(由超新星爆炸產生)為鎳-58(最常見的同位素)及鎳-60(第二常見的同位素),其他的鎳穩定同位素(鎳-61、鎳-62及鎳-64)含量非常少。這種情況顯示大多數的鎳是從恆星核心坍塌並發生超新星爆炸當中,經中子捕獲中的R-過程產生出來;一旦鎳-56從超新星爆炸中脫離,就會迅速衰變成鈷-56,進而衰變成穩定的鐵-56。

與鐵-56的關係

在所有同位素中核子結合最緊密的第二名與第三名分別為鐵-58與鐵-56,其結合能分別為8.7922 MeV與8.7903 MeV[3]

如上所述,鐵-56是所有核種當中每一核子質量最低的同位素(930.412 MeV/c2)僅次於鎳-62的930.417 MeV/c2以及鎳-60的930.420 MeV/c2。而且如上所述,這種情形與結合的核子數量並不衝突,因為鎳-62有較多比例的中子,而中子質量比質子大。

如果排除電子雲,只計算原子核的質量,鐵-56仍然是每一核子最低質量的原子核(930.175 MeV/c2),其次為鎳-60的930.181 MeV/c2及鎳-62的930.187 MeV/c2

對於鐵-56高核子結合能的誤解,可能起源於天體物理學[4]。在恆星核合成的過程當中,光致蛻變以及氦核作用的競爭,導致鎳-56的生成量比鎳-62多(鐵-56是在鎳-62拋出恆星外後衰變而成)。鎳-62是超新星生命結束時矽燃燒過程的自然最終產物,從碳-4原子開始,藉由氦核作用捕獲14個α粒子,最後形成鎳-62。超新星燃燒中氦核作用結束於鎳-62,因為鎳-62在加入一顆α粒子(也就是氦原子)產生鋅-60時會消耗能量而非釋放能量。

即便如此,28個鎳-62原子融合成31個鐵-56原子時,會釋放出0.011 u的能量;因此,假設經手徵性異常所進行的質子衰變速度非常慢,這種沒有質子衰變的膨脹宇宙未來就會充斥著鐵星而非「鎳星」。

參見

參考文獻

  1. The Most Tightly Bound Nuclei
  2. N R Sree Harsha, "The tightly bound nuclei in the liquid drop model", Eur. J. Phys. 39 035802 (2018), https://doi.org/10.1088/1361-6404/aaa345
  3. WWW Table of Atomic Masses. 存檔,存档日期2010-11-24. G. Audi, A.H. Wapstra and C. Thibault (2003). Nuclear Physics A, 729, p. 337.
  4. Fewell, M. P. (1995) "The atomic nuclide with the highest mean binding energy," American Journal of Physics 63 (7): 653-58.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.