Isotopen van nikkel

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

Het chemisch element nikkel (Ni), met een atoommassa van 58,6934(2) u, bezit 5 stabiele isotopen: 58Ni, 60Ni, 61Ni, 62Ni en 64Ni, waarvan de eerste het meest abundant is (ongeveer 68%). De overige 26 radio-isotopen zijn onstabiel en hebben een relatief korte halveringstijd (de meeste minder dan een seconde). Isotopen met een massa lager dan die van de stabiele isotopen vervallen hoofdzakelijk naar ijzer en kobalt, terwijl de isotopen met een grotere massa vervallen naar koper.

De kortstlevende isotoop van nikkel is 48Ni, met een halfwaardetijd van ongeveer 10 milliseconden. De langstlevende is 59Ni, met een halfwaardetijd van 76.000 jaar.

Nikkel-48[bewerken]

Nikkel-48 is een isotoop die in 1999 werd ontdekt tijdens onderzoek in de Grand Accélérateur National d’Ions Lourds in de Franse stad Caen. Het is de meest neutronenarme isotoop van nikkel. Met 28 protonen en 20 neutronen is de isotoop een zogenaamd dubbel magisch isotoop (vergelijkbaar met lood-208) en daarom is het ongewoon stabiel.[1]

Nikkel-48 vervalt via een hele reeks vervalproducten tot de stabiele isotopen calcium-42, calcium-44, scandium-45 en titanium-46.[2]

Nikkel-56[bewerken]

De isotoop 56Ni wordt in grote hoeveelheden gevormd in supernova's van het type Ia. Nikkel-56 vervalt middels β+-verval tot de radioactieve isotoop kobalt-56, die zelf via β+-verval vervalt tot de stabiele isotoop ijzer-56.[3]

Nikkel-58[bewerken]

De isotoop 58Ni wordt ervan verdacht via een dubbel bètaverval te vervallen tot de stabiele isotoop 58Fe. Nikkel-58 heeft een halfwaardetijd van meer dan 700 triljoen jaar en kan dus de facto als stabiel worden beschouwd. Dit omdat de halfwaardetijd honderden miljoenen malen groter is dan de leeftijd van het universum.

Nikkel-59[bewerken]

Nikkel-59 is een kosmogeen nuclide met een grote halfwaardetijd: 76.000 jaar. Het vindt daarom onder meer toepassing als dateringsmethode in de geochronologie. De isotoop vervalt middels β+-verval tot de stabiele isotoop kobalt-59:[4]

\mathrm{^{59}_{28}Ni\ \longrightarrow\ ^{59}_{27}Co\ +\ e^+\ +\ \bar{\nu}_e}

Nikkel-60[bewerken]

Nikkel-60 is de stabiele dochterisotoop van de radionuclide ijzer-60, dat een halfwaardetijd van 2,6 miljoen jaar heeft. Wegens deze zeer hoge halfwaardetijd heeft de aanwezigheid van ijzer-60 is materiaal uit het zonnestelsel ervoor gezorgd dat er waarneembare variaties zijn ontstaan in de isotopische samenstelling van nikkel-60. Dientengevolge kan de aanwezigheid van deze isotoop in extraterrestrisch materiaal inzicht verschaffen in het ontstaan en de zeer vroege geschiedenis van het zonnestelsel. Toch is het tot op heden onmogelijk geweest om deze isotoop hiervoor te gebruiken, omdat nikkel-60 zeer heterogeen is verspreid in het vroege zonnestelsel.

Nikkel-62[bewerken]

Nikkel-62 is het nuclide met de hoogste kernbindingsenergie: 8,79 MeV. Dat betekent dat de vorming van dergelijke atoomkernen een grote hoeveelheid energie vrijstelt.

Overzicht[bewerken]

Nuclide Z (p) N (n) Isotopische massa (u) Halveringstijd Radioactief verval VP Kernspin Isotopische verhouding
(molfractie)
Natuurlijk voorkomen
(molfractie)
Excitatie-energie
48Ni 28 20 48,01975(54) 10 ms 0+
49Ni 28 21 49,00966(43) 13(4) ms 7/2
50Ni 28 22 49,99593(28) 9,1(18) ms β+ 50Co 0+
51Ni 28 23 50,98772(28) 30 ms β+ 51Co 7/2
52Ni 28 24 51,97568(9) 38(5) ms β+ (83%) 52Co 0+
β+, p (17%) 51Fe
53Ni 28 25 52,96847(17) 45(15) ms β+ (55%) 53Co (7/2)
β+, p (45%) 52Fe
54Ni 28 26 53,95791(5) 104(7) ms β+ 54Co 0+
55Ni 28 27 54,951330(12) 204,7(17) ms β+ 55Co 7/2
56Ni 28 28 55,942132(12) 6,075(10) dagen β+ 56Co 0+
57Ni 28 29 56,9397935(19) 35,60(6) uur β+ 57Co 3/2
58Ni 28 30 57,9353429(7) stabiel 0+ 0,680769(89)
59Ni 28 31 58,9343467(7) 7,6(5) × 104 jaar β+ 59Co 3/2
60Ni 28 32 59,9307864(7) stabiel 0+ 0,262231(77)
61Ni 28 33 60,9310560(7) stabiel 3/2 0,011399(6)
62Ni 28 34 61,9283451(6) stabiel 0+ 0,036345(17)
63Ni 28 35 62,9296694(6) 100,1(20) jaar β 63Cu 1/2
63mNi 87,15(11) keV 1,67(3) µs 5/2
64Ni 28 36 63,9279660(7) stabiel 0+ 0,009256(9)
65Ni 28 37 64,9300843(7) 2,5172(3) uur β 65Cu 5/2
65mNi 63,37(5) keV 69(3) µs 1/2
66Ni 28 38 65,9291393(15) 54,6(3) uur β 66Co 0+
67Ni 28 39 66,931569(3) 21(1) s β 67Cu 1/2
67mNi 1007(3) keV 13,3(2) µs β 67Cu 9/2+
IT 67Ni
68Ni 28 40 67,931869(3) 29(2) s β 68Cu 0+
68m1Ni 1770,0(10) keV 276(65) ns 0+
68m2Ni 2849,1(3) keV 860(50) µs 5
69Ni 28 41 68,935610(4) 11,5(3) s β 69Cu 9/2+
69m1Ni 321(2) keV 3,5(4) s β 69Cu (1/2)
IT 69Ni
69m2Ni 2701(10) keV 439(3) ns (17/2)
70Ni 28 42 69,93650(37) 6,0(3) s β 70Cu 0+
70mNi 2860(2) keV 232(1) ns 8+
71Ni 28 43 70,94074(40) 2,56(3) s β 71Cu 1/2
72Ni 28 44 71,94209(47) 1,57(5) s β (> 99,9%) 72Cu 0+
β, n (< 0,1%) 71Cu
73Ni 28 45 72,94647(32) 0,84(3) s β (> 99,9%) 73Cu (9/2+)
β, n (< 0,1%) 72Cu
74Ni 28 46 73,94807(43) 0,68(18) s β (> 99,9%) 74Cu 0+
β, n (< 0,1%) 73Cu
75Ni 28 47 74,95287(43) 0,6(2) s β (98,4%) 75Cu (7/2+)
β, n (1,6%) 74Cu
76Ni 28 48 75,95533(97) 470(390) ms β (> 99,9%) 76Cu 0+
β, n (< 0,1%) 75Cu
77Ni 28 49 76,96055(54) 300 ms β 77Cu 9/2+
78Ni 28 50 77,96318(118) 120 ms β 78Cu 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