鐵-56
鐵-56 ( 56 Fe) 是最常見的鐵同位素。自然界大約91.754%的鐵都是鐵-56。
| 基本 | |
|---|---|
| 符號 | 56Fe |
| 名稱 | 鐵-56、Fe-56 |
| 原子序 | 26 |
| 中子數 | 30 |
| 核素數據 | |
| 豐度 | 91.754% |
| 原子量 | 55.9349375(7) u |
| 自旋 | 0+ |
| 過剩能量 | −60601.003±1.354 keV |
| 結合能 | 492253.892±1.356 keV |
| 鐵的同位素 完整核素表 | |
在所有核素中，鐵-56的每個核子平均質量是最低的。每個核子的結合能約為8.8MeV ，所以鐵 56 是結合最緊密的核之一，也是能量最低的原子核。 [1]
鎳-62是一種相對稀有的鎳同位素，每個核子具有最高的核結合能；這與每個核子的質量較高是一致的，因為鎳 62 具有更大比例的中子，這是因為中子的質量比質子稍大，所以鐵56平均每個核子的質量依然低於鎳62。（有關更多信息，具體請參閱鎳-62的文章）。
進行核聚變的輕元素和進行核裂變的重元素由於其核子結合更緊密而釋放能量，因此62 Ni可能會很常見，然而鐵56的平均核子質量依然低於鎳62，所以鐵56才是最穩定的。因此，鐵56才是核聚變與核聚變的終點，而不是鎳62。
然而，在恆星核合成中，光致蛻變和α捕獲之間的競爭導致產生的56Ni遠多於62Ni。因此鎳56是恆星合成的終點，由於矽燃燒過程只有一天，鎳56沒有足夠的時間自發衰變為鐵56。恆星就會因為超新星爆發而解體。（56Ni可以通過β+衰變為56Fe，在稍後的超新星噴發中，鐵56在恆星的拋射層產生）。
這些元素的產量與恆星時代初期相比已大大減少。[需要引用]
綜上，28個鎳62原子融合為31個鐵56原子中釋放出0.011 u的能量，所以鐵56是核反應的終點，具有最低的能量，是最穩定的原子核。因此，隨着宇宙的老化，物質將通過量子隧穿或其他核合成方式慢慢轉化為能量更低的原子核，並接近56Fe，最終導致在沒有質子衰變的膨脹宇宙中，以熱寂為結局時，宇宙會在約101500年後，形成鐵星，而不是「鎳星」。[2]
- ^ Nuclear Binding Energy. [2023-12-13]. （原始內容存檔於2019-09-27）.
- ^ Dyson, Freeman J. Time without end: Physics and biology in an open universe. Reviews of Modern Physics. 1979, 51 (3): 447–460. Bibcode:1979RvMP...51..447D. doi:10.1103/RevModPhys.51.447.