حديد-55

الحديد-55 ( Fe-55) نظير مشع للحديد، يحتوي نواته ^على 26 بروتونًا و 29 نيوترونًا . يتحلل الحديد -55 عن طريق التقاط الإلكترونات إلى المنغنيز-55 بنصف عمر يبلغ 2.7562 سنة. يحدث هذا التحلل إلى الحالة الأرضية للذرة الناتجة، لذا فهو لا يُصدر سوى أشعة سينية وإلكترونات أوجيه . يُستخدم الحديد-55 أحيانًا كمصدر للأشعة السينية في العديد من طرق التحليل العلمي، مثل حيود الأشعة السينية والتألق بالأشعة السينية .

يتحلل الحديد-55 عبر أسر الإلكترون إلى المنغنيز-55 ، وبعد ذلك تتكيف الإلكترونات المحيطة بالنواة بسرعة مع الشحنة المنخفضة دون مغادرة غلافها، وبعد ذلك بوقت قصير، يُملأ الفراغ (عادةً في الغلاف K ) الذي خلفه الإلكترون المأسور بإلكترون من غلاف أعلى. يُطلق فرق الطاقة عن طريق انبعاث إلكترونات أوجيه بطاقة 5.19  كيلو إلكترون فولت، باحتمالية 60.1%، أو أشعة سينية من نوع K-alpha -1 بطاقة 5.89875 كيلو إلكترون فولت باحتمالية 16.2%، أو أشعة سينية من نوع K-alpha -2 بطاقة 5.88765 كيلو إلكترون فولت باحتمالية 8.2%، أو أشعة سينية من نوع K-beta بطاقة اسمية 6.49045 كيلو إلكترون فولت باحتمالية حوالي 2.85%. تتشابه طاقات أشعة إكس من نوع K-alpha-1 و K-alpha-2 لدرجة أنها تُوصف غالبًا بأنها إشعاع أحادي الطاقة بطاقة فوتون تبلغ 5.9 كيلو إلكترون فولت. ^{[ 3 ]} أما النسبة المتبقية البالغة 13% فتُعزى إلى التقاط الإلكترونات من أغلفة طاقة أعلى من K ، مما ينتج عنه فوتونات وإلكترونات ذات طاقة أقل.   

استُخدمت أشعة K-alpha السينية المنبعثة من المنغنيز-55 بعد التقاط الإلكترون كمصدر للأشعة السينية في المختبرات، وذلك في تقنيات تشتت الأشعة السينية المختلفة . تتميز هذه الأشعة بأنها أحادية اللون وتستمر في الانبعاث لسنوات عديدة. ^{[ 4 ]} ولا تحتاج إلى طاقة كهربائية، مما يجعلها مثالية لأجهزة الأشعة السينية المحمولة، مثل أجهزة قياس التألق بالأشعة السينية . ^{[ 5 ]} استخدمت مهمة ExoMars التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، في عام 2016، ^{[ 6 ] [ 7 ]} مصدرًا مماثلاً من الحديد-55 في مطيافها المدمج لقياس حيود الأشعة السينية / التألق بالأشعة السينية . ^{[ 8 ]} واستخدمت مهمة MSL المريخية في عام 2011 مطيافًا مشابهًا وظيفيًا، ولكنه مزود بمصدر أشعة سينية تقليدي يعمل بالطاقة الكهربائية. ^{[ 9 ]}

يمكن استخدام إلكترونات أوجيه في كواشف التقاط الإلكترون في كروماتوغرافيا الغاز . وتوفر مصادر النيكل-63 الأكثر استخدامًا إلكترونات من تحلل بيتا. ^{[ 10 ]}

يُنتج الحديد-55 بكفاءة عالية عن طريق تشعيع الحديد بالنيوترونات (في مفاعل نووي أو عن طريق التفجير). ينتج الحديد-55 عن تفاعلات ( ^54Fe (n,γ) ^{⇌ 55Fe} و ^56Fe (n,2n) ^⇌ 55Fe) بين نظيري الحديد-54 و 56 الأكثر وفرة مع النيوترونات. يُنتج معظم الحديد-55 المرصود عن طريق هذه التفاعلات الإشعاعية؛ فهو ليس ناتجًا أوليًا للانشطار النووي. ^{[ 11 ]}

نتيجةً للتجارب النووية الجوية التي أُجريت في خمسينيات القرن العشرين، وحتى حظر التجارب عام ١٩٦٣، انطلقت كميات كبيرة من الحديد-٥٥ إلى الغلاف الحيوي . ^{[ ١٢ ]} خلال هذه الفترة، تراكمت كميات كبيرة من الحديد المشع لدى السكان القريبين من مواقع التجارب، مثل شعب الإينوبيات ( سكان ألاسكا الأصليين ) وسكان جزر مارشال . إلا أن قصر عمر النصف وحظر التجارب قلّلا، في غضون سنوات قليلة، كمية الحديد-٥٥ المتاحة إلى مستويات ما قبل التجارب النووية تقريبًا. ^{[ ١٢ ] [ ١٣ ]}

• نظائر الحديد