Нікель-63
| Нікель-63 | |
|---|---|
| Загальні відомості | |
| Назва, символ | Нікель-63,63Ni |
| Нейтронів | 35 |
| Протонів | 28 |
| Властивості ізотопу | |
| Період напіврозпаду | 101,2 р[1] |
| Продукти розпаду | 63Cu |
| Атомна маса | 62,9296690±0,0000005[1] а.о.м |
| Спін | 1/2-[1] |
| Дефект маси | -65512,9±0,4[1] кеВ |
| Канал розпаду | Енергія розпаду |
| β-[1] | 0,066977±0,000015[1] МеВ |
Нікель 63 (63Ni) — ізотоп нікелю, масове число якого дорівнює 63: його атомне ядро має 28 протонів і 35 нейтронів, має спін 1/2- і атомну масу 62,929669 г/моль. Він характеризується надлишком маси −65 512,9 keV і енергією зв'язку ядра на нуклон 8763,50 keV.[1] Це радіонуклід, якого не існує в природі. Цей синтетичний радіоізотоп можна штучно отримати лише на ядерних установках[2].
Він продавався у складі сполук та [2].
Це чистий β-випромінювач.[1]. Період напіврозпаду становить 101,2 р, і під час розпаду утворюється стабільний ізотоп міді 63Cu.[1] Масова активність: 2,1×1012 Бк/г[2].
- 63Ni є переважно одним із продуктів активації, присутніх у місцях зберігання низькоактивних радіоактивних відходів ядерного паливного циклу . Beaselay (1986) висловив думку, що «реактор потужністю 900 МВт, який пропрацював 40 років на 80 % його потужності містить у своїй структурі на момент демонтажу приблизно 4×1016 Бк 63Ni»[3]. Його можна знайти поблизу ядерних об’єктів після витоку, можливо, пов’язаного з тритієм.
- Також утворюється при ядерних вибухах та ядерних випробуваннях в атмосфері. Наприклад, у 1954 році на атолі Бікіні було виявлено до 2,7 Бк на грам зразка[2]. Вважається, що радіоізотопів нікелю більше немає в атмосфері Землі. Він залишається в ґрунті та відкладеннях, наприклад, виміряний у Швеції на рівні 1 Бк/м2 у перерахунку на радіоактивність, без Чорнобильської катастрофи в 1986 році, яка значно збільшила цей рівень.[2]
- Він може бути присутнім у відходах деяких лабораторій[2].
Згідно з наявними даними, 63Ni, що осідає на землі, адсорбується там приблизно на 90%[2].
У прісній воді він має тенденцію приєднуватися до опадів або зважених часток і може забруднювати водорості та водні рослини[2]. Деякі рослини дуже сильно його накопичують[2].
Як і багато перехідних металів, він тим більше розчинний і рухливий у ґрунті при низькому рН (кислий грунт)[2]. Він може утворювати комплексні сполуки і захоплюватися різними хелатоутворювачами (EDTA, DTPA, щавлевою кислотою, лимонною кислотою тощо), що може зменшити його сорбцію мінералами ґрунту[2].
Рослини можуть вловлювати його, при цьому він розподіляється досить рівномірно всередині рослини (без особливого накопичення в насінні, плодах або бульбах)[2].
Тварини можуть проковтнути його. Ссавці виділяють значну його частину протягом 24 годин, решта однорідно розподіляється в організмі, де зберігається протягом тривалого часу (біологічний період напіввиведення: від 500 днів у людини)[2].
Риба переважно накопичує його в шкірі та нутрощах. Ракоподібні фіксують його в підшлунковій залозі та зовнішньому скелеті, тоді як молюски концентрують його у своїх мушлях[2].
Його радіотоксичність вважається помірною[2].
Розглядався у ряді конструкцій радіонуклідних батарей.[4][5][6][7] Китайська компанія Betavolt Technology представила лаку батарею. 3-вольтова батарея забезпечить потужність 100 мікроват протягом 50 років, достатньо для забезпечення загальної енергії 0,044 кВт-год[8].
Також широко використовується для створення потоку електронів у детекторах захоплення електронів, які використовуються в газовій хроматографії.[9][10]
- ↑ а б в г д е ж и к Nubase 2020. www-nds.iaea.org (англ.). Процитовано 1 жовтня 2024.
- ↑ а б в г д е ж и к л м н п р с Fiche radionucléide nickel 63 et environnement (PDF) (фр.). IRSN. 13/09/2002. Процитовано 14 жовтня 2024.
- ↑ Beasley, T.M. (1986-01). Nickel-63 in Columbia River sediments below the Hanford Reservation. Journal of Environmental Radioactivity (англ.). Т. 4, № 1. с. 1—10. doi:10.1016/0265-931X(86)90017-2. Процитовано 20 жовтня 2024.
- ↑ Zuo, Guoping; Zhou, Jianliang; Ke, Guotu (2013-12). A Simple theoretical model for 63Ni betavoltaic battery. Applied Radiation and Isotopes (англ.). Т. 82. с. 119—125. doi:10.1016/j.apradiso.2013.07.026. Процитовано 19 жовтня 2024.
- ↑ Uhm, Young Rang; Choi, Byoung Gun; Kim, Jong Bum; Jeong, Dong-Hyuk; Son, Kwang Jae (2016-06). Study of a Betavoltaic Battery Using Electroplated Nickel-63 on Nickel Foil as a Power Source. Nuclear Engineering and Technology (англ.). Т. 48, № 3. с. 773—777. doi:10.1016/j.net.2016.01.010. Процитовано 19 жовтня 2024.
- ↑ Munson, C E; Gaimard, Q; Merghem, K; Sundaram, S; Rogers, D J; de Sanoit, J; Voss, P L; Ramdane, A; Salvestrini, J P (24 січня 2018). Modeling, design, fabrication and experimentation of a GaN-based, 63 Ni betavoltaic battery. Journal of Physics D: Applied Physics. Т. 51, № 3. с. 035101. doi:10.1088/1361-6463/aa9e41. ISSN 0022-3727. Процитовано 19 жовтня 2024.
- ↑ Dolgyi, Alexey; Redko, Sergey; Bandarenka, Hanna; Shapel, Aliaksandr; Bondarenko, Vitaly (4 червня 2012). Beta-Battery Based on 63 Ni/Macroporous Silicon. ECS Meeting Abstracts. Т. MA2012-02, № 5. с. 359—359. doi:10.1149/MA2012-02/5/359. ISSN 2151-2043. Процитовано 19 жовтня 2024.
- ↑ Nuclear battery could give us smartphones that never need to charge. The Independent (англ.). 1 лютого 2024. Процитовано 14 жовтня 2024.
- ↑ Dash, Ashutosh; Udhayakumar, J.; Kumar, Manoj; Shukla, Rakesh; Gandhi, Shyamala S.; Tyagi, A. K.; Venkatesh, Meera (2011-11). Development of a micro electrochemical cell for in-situ deposition of 63 Ni for use in electron capture detector (ECD) in gas chromatography (PDF). Radiochimica Acta (англ.). Т. 99, № 11. с. 733—741. doi:10.1524/ract.2011.1862. ISSN 0033-8230. Процитовано 20 жовтня 2024.
- ↑ Lubkowitz, J.A.; Montoloy, D.; Parker, W.C. (1973-01). A comparative study of the 147Pm and 63Ni electron capture detectors under identical geometrical conditions. Journal of Chromatography A (англ.). Т. 76, № 1. с. 21—29. doi:10.1016/S0021-9673(01)97774-X. Процитовано 20 жовтня 2024.