镍-62

镍-62英语:)是的一种同位素,共有28个质子及34个中子

镍-62,62Ni
基本
符号62Ni
名称镍-62、Ni-62
原子序28
中子数34
CAS号13981-81-2  checkY
核素数据
丰度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
镍的同位素
完整核素表

镍-62是一种稳定同位素,有着已知核种中最高的每一核子结合能(8.7945 MeV)[1][2]。通常铁-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。

特性

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内核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。

与铁-56的关系

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[3]

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[4]。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-56抛出恒星外后衰变而成)。镍-56是超新星生命结束时硅燃烧过程的自然最终产物,从氦-4原子开始,借由氦核作用捕获13个α粒子,最后形成镍-56。超新星燃烧中氦核作用结束于镍-56,因为镍-56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」。

参见

参考文献

  1. . [2019-07-13]. (原始内容存档于2011-05-14).
  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. 存盘,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, 页面存档备份,存于" American Journal of Physics 63 (7): 653-58.
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