نظائر النيكل

يتكون النيكل الطبيعي ( 28Ni ) من خمسة نظائر مستقرة : 58Ni ، 60Ni ، 61Ni ، 62Ni ، و 64 Ni؛ ويُعدّ 58Ni الأكثر وفرةً بنسبة تزيد عن 68%. وقد تمّ تحديد 26 نظيرًا مشعًا ؛ وأكثرها استقرارًا هي 59Ni بنصف عمر يبلغ 81,000 سنة، و 63 Ni بنصف عمر يبلغ 101 سنة، و 56 Ni بنصف عمر يبلغ 6.075 يومًا. أما باقي النظائر المشعة ، فلها أنصاف أعمار أقل من 60 ساعة، ومعظمها بنصف عمر أقل من 30 ثانية. كما يمتلك هذا العنصر 11 حالةً ميتا معروفة .

قائمة النظائر

النظير [ n 1 ]Zشمالالكتلة النظيرية ( دالتون ) [ 4 ] [ n2 ] [ n3 ]سنة الاكتشاف [ 5 ] [ 6 ]نصف العمر [ 1 ] [ n 4 ]نمط الاضمحلال [ 1 ] [ n 5 ]النظير الناتج [ n 6 ]الدوران والتكافؤ [ 1 ] [ n 7 ] [ n 4 ]الوفرة الطبيعية ( الكسر المولي) 
طاقة الإثارةالنسبة الطبيعية [ 1 ]نطاق التباين
48ني282048.01952(46)#20002.8(8) مللي ثانية 2 بنس (70%)46Fe0+
β + ، p (30٪)47Fe
49ني282149.00916(64)#19967.5(10) مللي ثانية β + ، ص48Fe7/2−#
50ني282249.99629(54)#199418.5(12) مللي ثانية β + ، p (73%)49Fe0+
β + ، 2p (14٪)48المنغنيز
β + (13٪)50شركة
51ني282350.98749(54)#198723.8(2) مللي ثانية β + ، p (87.2%)50Fe7/2−#
β + (12.3%)51شركة
β + ، 2p (0.5%)49المنغنيز
52ني282451.975781(89)198741.8(10) مللي ثانية β + (68.9%)52شركة0+
β + ، p (31.1%)51Fe
53ني282552.968190(27)197655.2(7) مللي ثانية β + (77.3%)53شركة(7/2−)
β + ، p (22.7%)52Fe
54ني282653.9578330(50)1977114.1(3) مللي ثانية β +54شركة0+
β + ، p؟53Fe
54 مترني6457.4 (9) كيلو إلكترون فولت 2008152(4) ns تكنولوجيا المعلومات (64٪)54ني10+
ص (36%)53شركة
55ني282754.95132985(76)1972203.9(13) مللي ثانية β +55شركة7/2−
56ني282855.94212776(43)19526.075(10) د المفوضية الأوروبية56شركة0+
β + (<5.8 × 10 −5 %) [ 7 ]56شركة
57ني282956.93979139(61)193835.60(6) ساعة β +57شركة3/2−
58ني283057.93534165(37)1921مستقر من الناحية الرصدية [ ن 8 ]0+0.680769(190)
59ني283158.93434544(38)19518.1(5) × 10 4 ص المفوضية الأوروبية (99%)59شركة3/2−
β + (1.5 × 10 −5 %) [ 8 ]
60ني283259.93078513(38)1921مستقر0+0.262231(150)
61ني283360.93105482(38)1934مستقر3/2−0.011399(13)
62ني [ ن 9 ]283461.92834475(46)1934مستقر0+0.036345(40)
63ني283562.92966902(46)1951101.2(15) ص β 63النحاسنصف -
63 مترًاني87.15(11) كيلو إلكترون فولت 19701.67(3) ميكروثانية هو - هي63 ني5/2−
64ني283663.92796623(50)1935مستقر0+0.009256(19)
65ني283764.93008459(52)19462.5175(5) ساعة β 65النحاس5/2−
65 مترًاني63.37(5) كيلو إلكترون فولت 197869(3) ميكروثانية هو - هي65 نينصف -
66ني283865.9291393(15)194854.6(3) ح β 66النحاس0+
67ني283966.9315694(31)197821(1) s β 67النحاسنصف -
67 مترني1006.6 (2) كيلو إلكترون فولت 199413.34(19) ميكروثانية هو - هي67ني9/2+
68ني284067.9318688(32)197729(2) s β 68النحاس0+
68م1ني1603.51 (28) كيلو إلكترون فولت 1984270(5) ns هو - هي68 ني0+
68 متر مربعني2849.1 (3) كيلو إلكترون فولت 1995850(30) ميكروثانية هو - هي68 ني5-
69ني284168.9356103(40)198411.4(3) s β 69النحاس(9/2+)
69م1ني321(2) كيلو إلكترون فولت 19993.5(4) ثانية β 69النحاس(1/2−)
تكنولوجيا المعلومات (<0.01%)69ني
69 متر مربعني2700.0 (10) كيلو إلكترون فولت 1998439(3) ns هو - هي69 ني(17/2−)
70ني284269.9364313(23)19876.0(3) s β 70النحاس0+
70 مترني2860.91 (8) كيلو إلكترون فولت 1998232(1) ns هو - هي70 ني8+
71ني284370.9405190(24)19872.56(3) ثانية β 71النحاس(9/2+)
71 مترًاني499(5) كيلو إلكترون فولت 20092.3(3) s β 71 بوصة مكعبة(1/2−)
72ني284471.9417859(24)19871.57(5) ثانية β 72النحاس0+
β ، ن ؟71النحاس
73ني284572.9462067(26)1987840(30) مللي ثانية β 73النحاس(9/2+)
β ، ن؟72النحاس
74ني284673.9479853(38) [ 9 ]1987507.7(46) مللي ثانية β 74النحاس0+
β ، ن؟73النحاس
75ني284774.952704(16) [ 9 ]1992331.6(32) مللي ثانية β (90.0%)75النحاس9/2+#
β ، ن (10.0%)74النحاس
76ني284875.95471(32)#1995234.6(27) مللي ثانية β (86.0%)76النحاس0+
β ، ن (14.0%)75النحاس
76 مترني2 418 .0(5) keV 2005547.8(33) نانوثانية هو - هي76 ني(8+)
77ني284976.95990(43)#1995158.9(42) مللي ثانية β (74%)77النحاس9/2+#
β ، ن (26٪)76النحاس
β ، 2n؟75النحاس
78ني285077.96256(43)#1995122.2(51) مللي ثانية β 78النحاس0+
β ، ن؟77النحاس
β ، 2n؟76النحاس
79ني285178.96977(54)#201044(8) مللي ثانية β 79النحاس5/2+#
β ، ن؟78النحاس
β ، 2n؟77النحاس
80ني285279.97505(64)#201430(22) مللي ثانية β 80النحاس0+
β ، ن؟79النحاس
β ، 2n؟78النحاس
81ني285380.98273(75)#201730# مللي ثانية  [>410  نانو ثانية]β ؟81النحاس3/2+#
82ني285481.98849(86)#201716# مللي ثانية  [>410  نانو ثانية]β ؟82النحاس0+
رأس وتذييل هذا الجدول:
  1. m Niنظير نووي مثار. 
  2. () يتم إعطاء عدم اليقين (1 σ ) بشكل موجز بين قوسين بعد الأرقام الأخيرة المقابلة. 
  3. # الكتلة الذرية المميزة بـ # : القيمة وعدم اليقين مستمدان ليس من البيانات التجريبية البحتة، ولكن جزئيًا على الأقل من الاتجاهات من سطح الكتلة (TMS). 
  4. 1 2 # القيم المميزة بـ # ليست مستمدة بشكل كامل من البيانات التجريبية، ولكنها مستمدة جزئيًا على الأقل من اتجاهات النوى المجاورة (TNN). 
  5. أنماط التحلل:
    المفوضية الأوروبية:التقاط الإلكترون
    هو - هي:التحول المتماثل
    ن:انبعاث النيوترونات
  6. رمز غامق كعلامة فرعية المنتج الفرعي مستقر. 
  7. () قيمة الدوران - تشير إلى الدوران مع وسائط التعيين الضعيفة. 
  8. يُعتقد أنه يتحلل بواسطة β + β + إلى 58الحديد ذو عمر نصف يزيد عن 7×10 20 سنة
  9. أعلى طاقة ربط لكل نيوكليون من بين جميع النوى

نظائر بارزة

تتراوح النظائر المعروفة للنيكل في العدد الكتلي من 48 Ni إلى 82 Ni، وتشمل: [ 10 ]

النيكل-48 ، الذي اكتُشف عام 1999، هو أفقر نظائر النيكل المعروفة بالنيوترونات. يحتوي على 28 بروتونًا و20 نيوترونًا ، وهو نظير " سحري مضاعف " (مثل النيكل-208) .وبالتالي فهو أكثر استقرارًا بكثير، بنصف عمر يبلغ حوالي 3 مللي ثانية، مما هو متوقع من موقعه في مخطط النوى. [ 11 ] وهو يمتلك أعلى نسبة من البروتونات إلى النيوترونات (فائض البروتونات) من بين جميع النوى السحرية المزدوجة المعروفة. [ 12 ]

يُنتج النيكل-56 ، المعروف أيضًا باسم "العنصر السحري المزدوج"، بكميات كبيرة في المستعرات العظمى . في المراحل الأخيرة من تطور النجوم الضخمة، يتوقف اندماج العناصر الأخف مثل الهيدروجين والهيليوم. لاحقًا في دورة حياة النجم، تندمج عناصر مثل المغنيسيوم والسيليكون والكبريت لتكوين عناصر أثقل. بمجرد توقف آخر تفاعلات الاندماج النووي، ينهار النجم مُنتجًا مستعرًا أعظم . خلال المستعر الأعظم، ينتج عن احتراق السيليكون النيكل -56 . يُفضل هذا النظير من النيكل لاحتوائه على عدد متساوٍ من النيوترونات والبروتونات، مما يسهل إنتاجه عن طريق دمج ذرتين من السيليكون -28 . يُعد النيكل -56 آخر عنصر يمكن تكوينه في عملية ألفا . بعد النيكل -56 ، تصبح التفاعلات النووية ماصة للطاقة وغير مواتية من الناحية الطاقية. يتحلل النيكل -56 إلى الكوبالت -56 ثم إلى الحديد -56 عن طريق تحلل بيتا الموجب . [ 13 ] يُوفر التحلل الإشعاعي للنيكل  -56 والكوبالت -56 جزءًا كبيرًا من الطاقة اللازمة لمنحنيات الضوء المرصودة للمستعرات العظمى النجمية . [ 14 ] يُظهر شكل منحنى الضوء لهذه المستعرات العظمى أطرًا زمنية مميزة تتوافق مع تحلل النيكل -56 إلى الكوبالت -56 ثم إلى الحديد -56 .

يُعدّ النيكل-58 النظير الأكثر وفرة للنيكل بنسبة 68.077% من وفرته الطبيعية . وهو النظير الوحيد غير المستقر نظرياً تجاه التحلل بيتا المزدوج .

النيكل-59 نظير مشع كوني طويل العمر، يبلغ عمر النصف له 81000 عام. وقد وُجدت تطبيقات عديدة للنيكل-59 في علم النظائر الجيولوجية ، حيث استُخدم لتحديد عمر النيازك على الأرض ، ولتحديد وفرة الغبار الفضائي في الجليد والرواسب .

النيكل-60 هو الناتج الثانوي للنظير المشع المنقرض 60الحديد (عمر النصف 2.62 مليون سنة). نظرًالطول عمر النصف للحديد -60 ، فإن استمرار وجوده في مواد النظام الشمسي بتراكيز عالية كافية قد يكون قد أدى إلى اختلافات ملحوظة في التركيب النظائري للنيكل -60 . لذا، فإن وفرة النيكل -60 في المواد خارج الأرض قد تُسهم في فهم أصل النظام الشمسي وتاريخه المبكر/المبكر جدًا. مع ذلك، يبدو أن نظائر النيكل كانت موزعة بشكل غير متجانس في النظام الشمسي المبكر. لذلك، لم يتم حتى الآن الحصول على معلومات دقيقة عن عمر النظام الشمسي من خلالوفرة النيكل -60 . يُعد النيكل -60 أيضًا الناتج النهائي المستقر لتحلل الزنك -60 ، وهو آخر نظير في سلم ألفا .

النيكل-61 هو النظير المستقر الوحيد للنيكل ذو اللف المغزلي النووي ( I = 3/2)، مما يجعله مفيدًا للدراسات التي تتم بواسطة مطيافية الرنين المغناطيسي الإلكتروني . [ 15 ]

يمتلك النيكل-62 أعلى طاقة ربط لكل نيوكليون مقارنةً بأي نظير آخر لأي عنصر، عند احتساب غلاف الإلكترونات، بينمايمتلك الحديد-56 طاقة كتلة أقل لكل نيوكليون. ورغم أن الاندماج النووي قد يُنتج نظائر أثقل طاردة للحرارة - على سبيل المثال، يمكن لذرتي كالسيوم -40 أن تُنتجا الكريبتون -80 (مع 4 اضمحلالات بوزيترونية) وتُحررا 77 كيلو إلكترون فولت لكل نيوكليون - إلا أن التفاعلات المؤدية إلى منطقة الحديد/النيكل أكثر احتمالاً لأنها تُطلق طاقة أكبر إجمالاً.

يُستخدم النيكل-63 بشكل رئيسي في مجالين: الكشف عن آثار المتفجرات ، وفي بعض أنواع الأجهزة الإلكترونية، مثل أنابيب التفريغ الغازي المستخدمة كحماية من ارتفاع التيار . وجهاز الحماية من ارتفاع التيار هو جهاز يحمي المعدات الإلكترونية الحساسة، كالحواسيب، من التغيرات المفاجئة في التيار الكهربائي المتدفق إليها. كما يُستخدم النيكل-63 في كواشف التقاط الإلكترون في كروماتوغرافيا الغاز للكشف بشكل أساسي عن الهالوجينات. ويُقترح استخدامه في مولدات بيتافولتية مصغرة لأجهزة تنظيم ضربات القلب.

النيكل-64 هو أثقل نظير مستقر للنيكل.

يُعدّ النيكل-78 أحد أثقل نظائر هذا العنصر المعروفة. يحتوي النيكل-78 على 28 بروتونًا و50 نيوترونًا، ما يجعله ذا خاصية سحرية مزدوجة، تُنتج طاقة ربط نووية واستقرارًا أكبر بكثير على الرغم من عدم توازن نسبة النيوترونات إلى البروتونات . يبلغ عمر النصف له 122 ± 5.1 مللي ثانية. [ 16 ] ونظرًا لعدد نيوتروناته السحري، يُعتقد أن للنيكل -78 دورًا هامًا في التخليق النووي للعناصر الأثقل من الحديد في المستعرات العظمى. [ 17 ] ويُعتقد أن النيكل -78 ، إلى جانب نظائره التي تحتوي على عدد نيوترونات  يساوي  50 ، وهما النحاس -79 والزنك -80 ، يُشكّلون نقطة توقف في عملية الالتقاط السريع للنيوترونات (r -process) ، حيث يتأخر التقاط المزيد من النيوترونات بسبب فجوة الغلاف النووي، ما يؤدي إلى تراكم النظائر حول العدد الذري A = 80. [ 18 ]  

انظر أيضاً

منتجات أخرى غير النيكل

مراجع

  1. 1 2 3 4 5 كونديڤ، إف جي؛ وانغ، إم؛ هوانغ، دبليو جي؛ نعيمي، إس؛ أودي، جي. (2021). "تقييم NUBASE2020 للخواص النووية" (ملف PDF) . الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030001. doi : 10.1088/1674-1137/abddae .
  2. "الأوزان الذرية القياسية: النيكل" . CIAAW . 2007.
  3. بروهاسكا، توماس؛ إيرجيهير، جوهانا؛ بينيفيلد، جاكلين؛ بوهلكه، جون ك.؛ تشيسون، ليزلي أ.؛ كوبلين، تايلر ب.؛ دينغ، تيبينغ؛ دان، فيليب جيه إتش؛ غرونينغ، مانفريد؛ هولدن، نورمان إي.؛ ماير، هارو إيه جيه (2022-05-04). "الأوزان الذرية القياسية للعناصر 2021 (تقرير فني من الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية)" . الكيمياء البحتة والتطبيقية . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 . 
  4. وانغ، مينغ؛ هوانغ، دبليو جيه؛ كونديڤ، إف جي؛ أودي، جي؛ نعيمي، إس. (2021). "تقييم الكتلة الذرية AME 2020 (الجزء الثاني). الجداول والرسوم البيانية والمراجع*". الفيزياء الصينية ج . 45 (3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
  5. مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النويدات، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2279152 .
  6. مجموعة بيانات FRIB النووية. "مشروع اكتشاف النوى، قاعدة بيانات النظائر" . doi : 10.11578/frib/2572219 .
  7. سور، بهاسكار؛ نورمان، إريك ب.؛ ليسكو، ك. ت.؛ براون، إدغاردو؛ لاريمر، روث-ماري (1 أغسطس 1990). "إعادة دراسة اضمحلال النيكل 56". مجلة Physical Review C. 42 ( 2): 573-580 . doi : 10.1103/PhysRevC.42.573 . PMID 9966742 . 
  8. إ. غريسيتس؛ س. تولغيسي (سبتمبر 2003). "تحديد النظائر المشعة للأشعة السينية اللينة في النفايات السائلة المشعة لمحطات الطاقة النووية". مجلة التحليل الإشعاعي والكيمياء النووية . 258 (1): 107-112 . Bibcode : 2003JRNC..258..107G . doi : 10.1023/A:1026214310645 . S2CID 93334310 . 
  9. 1 2 جيرود، إس؛ كانيتي، ل.؛ باستن، ب. كانكاينين، أ. فانتينا، بالعربية؛ جولمينيلي، ف. آشر، P.؛ إيرونين، T.؛ جيرارد ألسيندور، ف؛ جوكينن، أ.؛ خانام، أ.؛ مور، هوية شخصية؛ نيسترينكو، دا. دي أوليفيرا سانتوس، ف.؛ بنتيلا، هـ؛ بترون، C .؛ بوهجالاينن، آي. دي روبن، أ؛ روبشينيا، فيرجينيا؛ فيلين، م. Äystö، J. (أكتوبر 2022). “قياسات الكتلة نحو السحر المضاعف 78Ni: الديناميكا المائية مقابل مساهمة الكتلة النووية في المستعرات الأعظمية ذات الانهيار الأساسي”. رسائل الفيزياء ب . 833 137309. doi : 10.1016/j.physletb.2022.137309 . hdl : 10138/350386 .
  10. "إدراج نظائر جديدة لأول مرة في تقييم عام 2017" (ملف PDF) . مشروع اكتشاف النظائر. 22 ديسمبر 2018. تاريخ الاطلاع: 22 مايو 2018 .
  11. «اكتشاف النيكل السحري المزدوج» . مجلة سيرن كورير . 15 مارس 2000. مؤرشف من الأصل في 14 ديسمبر 2010. تم الاطلاع عليه في 2 أبريل 2013 .
  12. "المعدن السحري المزدوج يظهر لأول مرة | أخبار العلوم | ابحث عن المقالات" .{{cite web}}: CS1 maint: deprecated archiveal service ( link )
  13. أوميدا، هيديوكي؛ نوموتو، كينيتشي (1 فبراير 2008). "كمية النيكل-56 التي يمكن إنتاجها في المستعرات العظمى الناتجة عن انهيار النواة؟ تطور وانفجارات النجوم التي تتراوح كتلتها بين 30 و100 كتلة شمسية" . المجلة الفيزيائية الفلكية . 673 (2): 1014-1022 . arXiv : 0707.2598 . doi : 10.1086/524767 عبر معهد الفيزياء (IOP).
  14. بوشيه، ب.؛ دانزيغر، إ. ج.؛ لوسي، ل. ب. (سبتمبر 1991). "منحنى الضوء البولومتري للمستعر الأعظم SN 1987A: نتائج من اليوم 616 إلى اليوم 1316 بعد الانفجار" . المجلة الفلكية . 102 (3): 1135-1146 . رمز Bibcode : 1991AJ....102.1135B . doi : 10.1086/115939 عبر نظام بيانات الفيزياء الفلكية.
  15. ^ موريس فان جاستل. وولفغانغ لوبيتز (2009). “تحقيق EPR في هيدروجيناز [NiFe]”. في غرايم هانسون؛ لورانس برلينر (محرران). EPR عالي الدقة: تطبيقات على الإنزيمات المعدنية والمعادن في الطب . دوردريخت: سبرينغر. ص 441 – 470. رقم ISBN  978-0-387-84856-3.
  16. بازين، د. (2017). "وجهة نظر: النيكل السحري المزدوج" . الفيزياء . 10 (121): 121. doi : 10.1103/Physics.10.121 .
  17. دافيد كاستلفيكي (22 أبريل 2005). "محطمات الذرات تلقي الضوء على المستعرات العظمى والانفجار العظيم" . مجلة سكاي آند تلسكوب .
  18. بيريرا، ج.؛ أبراهاميان، أ.؛ أرندت، أ.؛ بيسيريل، أ.؛ إليوت، ت.؛ إستراد، أ.؛ غلافيز، د.؛ هينريش، س.؛ هوسمر، ب.؛ كيسلر، ر.؛ كراتز، ك.-ل.؛ لوروسو، ج.؛ مانتيكا، ب.ف.؛ ماتوس، م.؛ مونتيس، ف.؛ سانتي، ب.؛ فايفر، ب.؛ كوين، م.؛ شاتز، هـ.؛ شيرتز، ف.؛ شنورنبرغر، ل.؛ سميث، إ.؛ توملين، ب.إ.؛ والترز، و.؛ وور، أ. (2009). دراسات اضمحلال بيتا لنوى عملية r في المختبر الوطني للسيكلوترون فائق التوصيل . الندوة العاشرة حول النوى في الكون . جزيرة ماكيناك. arXiv : 0901.1802 .