ニッケル62
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| 一般的な | |
|---|---|
| シンボル | 62ニ |
| 名前 | ニッケル62 |
| 陽子 （Z） | 28 |
| 中性子 （N） | 34 |
| 核種データ | |
| 自然の豊かさ | 3.6346% |
| 半減期 （t 1/2） | 安定した |
| 同位体質量 | 61.928345 [ 1 ] ダ |
| スピン | 0 |
| 結合エネルギー | 8 794 .553 ± 0.007 keV |
| ニッケルの同位体 核種の完全な表 | |
ニッケル 62はニッケルの安定同位体であり、 28 個の陽子と 34 個の中性子を持ちます。
56 Feは既知の核種の中で最も高い核子当たりの結合エネルギー（8.7945 MeV）を持つ。 [ 2 ] [ 3 ] 56 Feは「最も安定した核種」であるとよく言われるが、これは56 Feが全ての核種の中で核子当たりの結合エネルギーが最も低いのではなく、核子当たりの質量が最も低いためである。56 Feの核子当たりの質量が低いのは、56 Feが26/56 ≈ 46.43%の陽子を含むのに対し、62 Niは28/62 ≈ 45.16%の陽子しか含まないためである。陽子は中性子より質量が小さいため、 56 Feの陽子の割合が大きいほど、結合エネルギーは変化せずに核子あたりの平均質量が低下します。結合エネルギーは、定義により、核内の陽子と中性子の実際の混合に対して測定されます (自由中性子は不安定ですが)。言い換えると、ニッケル 62 は、あらゆる同位体の中で最も「質量の小さい」陽子と中性子を持っていると言えます。
プロパティ
[編集]ニッケル同位体は一般的に高い結合エネルギーを持つため、宇宙における多くの核反応（中性子捕獲反応を含む）の「最終生成物」としてニッケルが利用され、ニッケルの相対的存在比が高いことが説明されます。ただし、宇宙空間に存在するニッケル（そしておそらく超新星爆発によって生成されたもの）の大部分は、ニッケル58（最も一般的な同位体）とニッケル60（2番目に多い同位体）であり、その他の安定同位体（ニッケル61、ニッケル62、ニッケル64）は非常に稀です。これは、ニッケルの大部分が超新星の核崩壊直後にニッケル56から中性子を捕獲するr過程で生成されることを示唆しています（ [疑わしい-議論が必要]） 。超新星爆発を逃れたニッケル56は、急速にコバルト56、そして安定な鉄56へと崩壊します。
鉄56との関係
[編集]2番目と3番目に強く結合している核は58 Feと56 Feで、核子あたりの結合エネルギーはそれぞれ8.7922 MeVと8.7903 MeVです。[ 4 ]
前述の通り、同位体56 Fe は核子当たりの質量が930.412 MeV/c 2と、あらゆる核種の中で最も低く、次いで62 Ni が930.417 MeV/c 2、60 Ni が930.420 MeV/c 2です。これは結合エネルギーの値と矛盾しません。なぜなら、62 Ni は陽子よりも質量の大きい中性子の割合が高いからです。
56 Fe の原子核結合エネルギーの方が高いという誤解は、おそらく天体物理学に由来する。 [ 5 ]恒星における元素合成の際、光崩壊とアルファ粒子捕獲の競合により、 62 Ni よりも56 Ni が多く生成される（56 Fe は、恒星の放出殻の後期に56 Ni が崩壊する際に生成される）。56 Ni は、超新星の寿命の終わりにシリコンが燃焼する際に自然に生成される最終生成物であり、炭素から 4 核子ずつより重い元素を作るアルファ過程における 14 回のアルファ粒子捕獲の生成物である。超新星の燃焼におけるこのアルファ過程は、別の「アルファ粒子」の追加の次のステップである亜鉛 60の生成が不利であるため、ここで終了する。
それでも、ニッケル 62 原子 28 個が鉄 56 原子 31 個に融合すると、核子あたり 5.7 keV が放出されます。したがって、陽子崩壊のない膨張宇宙の未来には、 「ニッケル星」ではなく鉄星が含まれることになります。
参照
[編集]参考文献
[編集]- ^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). 「AME 2020 原子質量評価 (II). 表、グラフ、参考文献*」. Chinese Physics C. 45 ( 3) 030003. doi : 10.1088/1674-1137/abddaf .
- ^ 「最も強く結合した核」 hyperphysics.phy-astr.gsu.edu 2019年10月23日閲覧。
- ^ Sree Harsha, NR (2018). 「液滴モデルにおける密結合核」. European Journal of Physics . 39 (3): 035802. arXiv : 1709.01386 . Bibcode : 2018EJPh...39c5802S . doi : 10.1088/1361-6404/aaa345 . S2CID 250846252 .
- ^ WWW 原子質量表. Archived 2010-11-24 at the Wayback Machine G. Audi, AH Wapstra and C. Thibault (2003). Nuclear Physics A , 729, p. 337.
- ^ Fewell, MP (1995). 「平均結合エネルギーが最も高い原子核種」. American Journal of Physics . 63 (7): 653– 658. Bibcode : 1995AmJPh..63..653F . doi : 10.1119/1.17828 .
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| 一般的な | |
|---|---|
| シンボル | 62ニ |
| 名前 | ニッケル62 |
| 陽子 （Z） | 28 |
| 中性子 （N） | 34 |
| 核種データ | |
| 自然の豊かさ | 3.6346% |
| 半減期 （t 1/2） | 安定した |
| 同位体質量 | 61.928345 [1] ダ |
| スピン | 0 |
| 結合エネルギー | 8 794 .553 ± 0.007 keV |
| ニッケルの同位体 核種の完全な表 | |
ニッケル 62はニッケルの安定同位体であり、 28 個の陽子と 34 個の中性子を持ちます。
56 Feは既知の核種の中で最も高い核子当たりの結合エネルギー（8.7945 MeV）を持つ。 [2] [3] 56 Feは「最も安定した核種」であるとよく言われるが、これは56 Feが全ての核種の中で核子当たりの結合エネルギーが最も低いのではなく、核子当たりの質量が最も低いためである。56 Feの核子当たりの質量が小さいのは、56 Feの陽子数が26/56 ≈ 46.43%であるのに対し、62 Niは28/62 ≈ 45.16%しかないためである。陽子は中性子より質量が小さいため、 56 Feの陽子の割合が大きいほど、結合エネルギーは変化せずに核子あたりの平均質量が低下します。結合エネルギーは、定義により、核内の陽子と中性子の実際の混合に対して測定されます (自由中性子は不安定ですが)。言い換えると、ニッケル 62 は、あらゆる同位体の中で最も「質量の小さい」陽子と中性子を持っていると言えます。
プロパティ
ニッケル同位体は一般的に高い結合エネルギーを持つため、宇宙における多くの核反応（中性子捕獲反応を含む）の「最終生成物」としてニッケルが利用され、ニッケルの相対的存在比が高いことが説明されます。ただし、宇宙空間に存在するニッケル（そしておそらく超新星爆発によって生成されたもの）の大部分は、ニッケル58（最も一般的な同位体）とニッケル60（2番目に多い同位体）であり、その他の安定同位体（ニッケル61、ニッケル62、ニッケル64）は非常に稀です。これは、ニッケルの大部分が超新星の核崩壊直後にニッケル56から中性子を捕獲するr過程で生成されることを示唆しています（ [疑わしい-議論が必要]） 。超新星爆発を逃れたニッケル56は、急速にコバルト56、そして安定な鉄56へと崩壊します。
鉄56との関係
2番目と3番目に強く結合している核は58 Feと56 Feで、核子あたりの結合エネルギーはそれぞれ8.7922 MeVと8.7903 MeVです。[4]
前述の通り、同位体56 Fe は核子当たりの質量が930.412 MeV/c 2と、あらゆる核種の中で最も低く、次いで62 Ni が930.417 MeV/c 2、60 Ni が930.420 MeV/c 2です。これは結合エネルギーの値と矛盾しません。なぜなら、62 Ni は陽子よりも質量の大きい中性子の割合が高いからです。
56 Feの原子核結合エネルギーが高いという誤解は、おそらく天体物理学に端を発している。 [5]恒星における元素合成の過程では、光崩壊とアルファ粒子捕獲の競合により、62 Niよりも56 Niが多く生成される（56 Feは、恒星の放出殻で56 Niが崩壊する際に生成される）。56 Niは、超新星の終焉におけるシリコン燃焼の自然な最終生成物であり、炭素から4核子ずつより質量の大きい元素を生成するアルファ過程における14回のアルファ粒子捕獲の産物である。超新星の燃焼におけるこのアルファ過程は、別の「アルファ粒子」の添加後の次のステップである亜鉛60の生成が不利であるため、ここで終了する。
それでも、ニッケル 62 原子 28 個が鉄 56 原子 31 個に融合すると、核子あたり 5.7 keV が放出されます。したがって、陽子崩壊のない膨張宇宙の未来には、 「ニッケル星」ではなく鉄星が含まれることになります。
参照
参考文献
- ^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). 「AME 2020 原子質量評価 (II). 表、グラフ、参考文献*」. Chinese Physics C. 45 ( 3) 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
- ^ 「最も強く結合した核」hyperphysics.phy-astr.gsu.edu . 2019年10月23日閲覧。
- ^ Sree Harsha, NR (2018). 「液滴モデルにおける密結合核」. European Journal of Physics . 39 (3): 035802. arXiv : 1709.01386 . Bibcode :2018EJPh...39c5802S. doi :10.1088/1361-6404/aaa345. S2CID 250846252.
- ^ WWW 原子質量表. Archived 2010-11-24 at the Wayback Machine G. Audi, AH Wapstra and C. Thibault (2003). Nuclear Physics A , 729, p. 337.
- ^ Fewell, MP (1995). 「平均結合エネルギーが最も高い原子核種」. American Journal of Physics . 63 (7): 653– 658. Bibcode :1995AmJPh..63..653F. doi :10.1119/1.17828.
