Isotopen van ijzer

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

Het chemisch element ijzer (Fe), met een atoommassa van 55,845(2) u, bezit 4 stabiele isotopen: 54Fe, 56Fe, 57Fe en 58Fe, waarvan 56Fe het meest abundant is (ongeveer 92%). De overige 24 radio-isotopen zijn onstabiel en hebben een relatief korte halveringstijd (de meeste minder dan een seconde).

De kortstlevende isotoop van ijzer is 45Fe, met een halfwaardetijd van ongeveer 4,9 milliseconden. De langstlevende is 60Fe, met een halfwaardetijd van 2,6 miljoen jaar.

IJzer-54[bewerken]

De isotoop 54Fe wordt ervan verdacht via een dubbel bètaverval te vervallen tot de stabiele isotoop 54Cr. IJzer-54 heeft een halfwaardetijd van meer dan 31 triljard jaar en kan dus de facto als stabiel worden beschouwd. Dit omdat de halfwaardetijd miljarden malen groter is dan de leeftijd van het universum.

IJzer-56[bewerken]

De meest voorkomende isotoop van ijzer, ijzer-56, is één van de meest stabiele en bekende isotopen. Hoewel vaak het misverstand opduikt dat het de hoogste kernbindingsenergie zou bezitten, is het wel zo dat de vorming van dit nuclide in de kern van een ster leidt tot de uiteindelijke dood ervan (wegens de hoge stabiliteit van de atoomkern). De ster explodeert dan in een supernova. IJzer-56 bezit de laagste massa per nucleon: 930,412 MeV/c².

Het nuclide met de hoogste kernbindingsenergie (8,79 MeV) is nikkel-62.

IJzer-57[bewerken]

IJzer-57 is één van de enige isotopen die kan gebruikt worden in de Mössbauerspectroscopie, vanwege de minieme variatie in energie van de nucleaire transitie.[1] IJzer-57 is een stabiele isotoop van ijzer, met een relatieve aanwezigheid van ongeveer 2%.

IJzer-60[bewerken]

IJzer-60 is de isotoop van ijzer met de langste halfwaardetijd: (2,62 ± 0,04) × 106 jaar. Deze waarde werd in 2009 door een Duitse studie als nieuwe waarde gevonden.[2] Tot dan toe werd aangenomen dat de halfwaardetijd (1,49 ± 0,27) × 106 jaar bedroeg. Deze nieuwe waarde had grote consequenties voor de interpretatie van de nucleosynthese in het heelal.

IJzer-60 vervalt via bètaverval tot de radioactieve isotoop kobalt-60, die zelf opnieuw via bèta-verval overgaat tot de stabiele isotoop nikkel-60.

Overzicht[bewerken]

Nuclide Z (p) N (n) Isotopische massa (u) Halveringstijd Radioactief verval VP Kernspin Isotopische verhouding
(molfractie)
Natuurlijk voorkomen
(molfractie)
Excitatie-energie
45Fe 26 19 45,01458(24) 4,9(15) ms p 44Mn 3/2+
2p 43Cr
46Fe 26 20 46,00081(38) 9(4) ms β+ (> 99,9%) 46Mn 0+
β+, p (< 0,1%) 45Cr
47Fe 26 21 46,99289(28) 21,8(7) ms β+ (> 99,9%) 47Mn 7/2
β+, p (< 0,1%) 46Cr
48Fe 26 22 47,98050(8) 44(7) ms β+ (96,41%) 48Mn 0+
β+, p (3,59%) 47Cr
49Fe 26 23 48,97361(16) 70(3) ms β+, p (52%) 48Cr (7/2)
β+ (48%) 49Mn
50Fe 26 24 49,96299(6) 155(11) ms β+ (> 99,9%) 50Mn 0+
β+, p (< 0,1%) 49Cr
51Fe 26 25 50,956820(16) 305(5) ms β+ 51Mn 5/2
52Fe 26 26 51,948114(7) 8,275(8) uur β+ 52Mn 0+
52mFe 6,81(13) MeV 45,9(6) s β+ 52Mn (12+)
53Fe 26 27 52,9453079(19) 8,51(2) min β+ 53Mn 7/2
53mFe 3040,4(3) keV 2,526(24) min IT 53Fe 19/2
54Fe 26 28 53,9396105(7) stabiel 0+ 0,05845(35) 0,05837 - 0,05861
54mFe 6526,9(6) keV 364(7) ns 10+
55Fe 26 29 54,9382934(7) 2,737(11) jaar EV 55Mn 3/2
56Fe 26 30 55,9349375(7) stabiel 0+ 0,91754(36) 0,91742 - 0,91760
57Fe 26 31 56,9353940(7) stabiel 1/2 0,02119(10) 0,02116 - 0,02121
58Fe 26 32 57,9332756(8) stabiel 0+ 0,00282(4) 0,00281 - 0,00282
59Fe 26 33 58,9348755(8) 44,495(9) dagen β 59Co 3/2
60Fe 26 34 59,934072(4) 2,6 × 106 jaar β 60Co 0+
61Fe 26 35 60,936745(21) 5,98(6) min β 61Co 3/2, 5/2
61mFe 861(3) keV 250(10) ns 9/2+
62Fe 26 36 61,936767(16) 68(2) s β 62Co 0+
63Fe 26 37 62,94037(18) 6,1(6) s β 63Co 5/2
64Fe 26 38 63,9412(3) 2,0(2) s β 64Co 0+
65Fe 26 39 64,94538(26) 1,3(3) s β 65Co 1/2
65mFe 364(3) keV 430(130) ns (5/2)
66Fe 26 40 65,94678(32) 440(40) ms β (> 99,9%) 66Co 0+
β, n (< 0,1%) 65Co
67Fe 26 41 66,95095(45) 394(9) ms β (> 99,9%) 67Co 1/2
β, n (< 0,1%) 66Co
67mFe 367(3) keV 64(17) µs (5/2)
68Fe 26 42 67,95370(75) 187(6) ms β (> 99,9%) 68Co 0+
β, n (< 0,1%) 67Co
69Fe 26 43 68,95878(54) 109(9) ms β (> 99,9%) 69Co 1/2
β, n (< 0,1%) 68Co
70Fe 26 44 69,96146(64) 94(17) ms 0+
71Fe 26 45 70,96672(86) 30 ms 7/2+
72Fe 26 46 71,96962(86) 10 ms 0+

Overzicht van isotopen per element[bewerken]

H He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr
Bronnen, noten en/of referenties
  1. (en) R. Nave - Mossbauer Effect in Iron-57, HyperPhysics, Georgia State University
  2. (en) G. Rugel, T. Faestermann, K. Knie, G. Korschinek, M. Poutivtsev, D. Schumann, N. Kivel, I. Günther-Leopold, R. Weinreich & M. Wohlmuther - New Measurement of the 60Fe Half-Life, Physical Review Letters 103 (7), p. 72.502