Изотопы никеля

Изотопы никеля — разновидности химического элемента никеля, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны изотопы никеля с массовыми числами от 48 до 80 (количество протонов 28, нейтронов от 20 до 52) и 8 ядерных изомеров.

Природный никель представляет собой смесь пяти стабильных изотопов:

• ⁵⁸Ni (изотопная распространённость 68,27 %)
• ⁶⁰Ni (изотопная распространённость 26,10 %)
• ⁶¹Ni (изотопная распространённость 1,13 %)
• ⁶²Ni (изотопная распространённость 3,59 %)
• ⁶⁴Ni (изотопная распространённость 0,91 %).

Среди искусственных изотопов самый долгоживущий ⁵⁹Ni (период полураспада 76 тыс. лет) и ⁶³Ni (период полураспада 100 лет). Период полураспада остальных не превышает нескольких суток.

Никель-62

Основная статья: Nickel-62^[англ.]

Никель-62 является изотопом с наибольшей энергией связи на нуклон среди известных изотопов (8,7945 МэВ). Для сравнения: энергия связи наиболее стабильного из лёгких элементов ядер гелия-4 составляет не более 7,1 МэВ/нуклон. Не следует путать с изотопом ⁵⁶Fe, имеющим наименьшую массу на нуклон, и потому также часто упоминаемый как наиболее стабильный изотоп. Разница между наибольшей энергией связи и наименьшей массой объясняется небольшой разницей масс протона и нейтрона.

Никель-63

⁶³Ni является источником мягкого бета-излучения со средней энергией 17 кэВ и максимальной энергией 67 кэВ^[1]. Бета-распад, период полураспада 100 лет, дочерний изотоп стабильный ⁶³Cu. Получают облучением нейтронами в ядерном реакторе стабильного изотопа ⁶²Ni.

Получил распространение как источник электронов для ионизации захватом электрона^[англ.]. Например, в аналитической химии для методов, основанных на подвижности ионов в газе и жидкости (Ион-мобильная спектрометрия^[англ.], детекторы электронного захвата в газовой хроматографии).

Также известны работы по созданию изотопного источника электроэнергии на основе этого изотопа^[2].

Таблица изотопов никеля

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[3] (а. е. м.)	Период полураспада[4] (T1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[4]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
	Энергия возбуждения
48 Ni	28	20	48,01975(54)#	10# мс [>500нс]			0+
49 Ni	28	21	49,00966(43)#	13(4) мс [12(+5−3) мс]			7/2−#
50 Ni	28	22	49,99593(28)#	9,1(18) мс	β+	50Co	0+
51 Ni	28	23	50,98772(28)#	30# мс [>200нс]	β+	51Co	7/2−#
52 Ni	28	24	51,97568(9)#	38(5) мс	β+ (83%)	52Co	0+
					β+, p (17%)	51Fe
53 Ni	28	25	52,96847(17)#	45(15) мс	β+ (55%)	53Co	(7/2−)#
					β+, p (45%)	52Fe
54 Ni	28	26	53,95791(5)	104(7) мс	β+	54Co	0+
55 Ni	28	27	54,951330(12)	204,7(17) мс	β+	55Co	7/2−
56 Ni	28	28	55,942132(12)	6,075(10) сут	β+	56 Co	0+
57 Ni	28	29	56,9397935(19)	35,60(6) ч	β+	57 Co	3/2−
58 Ni	28	30	57,9353429(7)	стабилен (>7⋅1020 лет)[n 1]			0+	0,680769(89)
59 Ni	28	31	58,9343467(7)	7,6(5)⋅104 лет	ЭЗ (99%)	59 Co	3/2−
					β+ (1,5⋅10−5%)[5]
60 Ni	28	32	59,9307864(7)	стабилен			0+	0,262231(77)
61 Ni	28	33	60,9310560(7)	стабилен			3/2−	0,011399(6)
62 Ni	28	34	61,9283451(6)	стабилен			0+	0,036345(17)
63 Ni	28	35	62,9296694(6)	100,1(20) лет	β−	63 Cu	1/2−
63m Ni	87,15(11) кэВ			1,67(3) мкс			5/2−
64 Ni	28	36	63,9279660(7)	стабилен			0+	0,009256(9)
65 Ni	28	37	64,9300843(7)	2,5172(3) ч	β−	65 Cu	5/2−
65m Ni	63,37(5) кэВ			69(3) мкс			1/2−
66 Ni	28	38	65,9291393(15)	54,6(3) ч	β−	66 Cu	0+
67 Ni	28	39	66,931569(3)	21(1) с	β−	67 Cu	1/2−
67m Ni	1007(3) кэВ			13,3(2) мкс	β−	67 Cu	9/2+
					ИП	67Ni
68 Ni	28	40	67,931869(3)	29(2) с	β−	68 Cu	0+
68m1 Ni	1770,0(10) кэВ			276(65)нс			0+
68m2 Ni	2849,1(3) кэВ			860(50) мкс			5−
69 Ni	28	41	68,935610(4)	11,5(3) с	β−	69 Cu	9/2+
69m1 Ni	321(2) кэВ			3,5(4) с	β−	69 Cu	(1/2−)
					ИП	69Ni
69m2 Ni	2701(10) кэВ			439(3)нс			(17/2−)
70 Ni	28	42	69,93650(37)	6,0(3) с	β−	70 Cu	0+
70m Ni	2860(2) кэВ			232(1)нс			8+
71 Ni	28	43	70,94074(40)	2,56(3) с	β−	71 Cu	1/2−#
72 Ni	28	44	71,94209(47)	1,57(5) с	β− (>99,9%)	72 Cu	0+
					β−, n (<0,1%)	71 Cu
73 Ni	28	45	72,94647(32)#	0,84(3) с	β− (>99,9%)	73 Cu	(9/2+)
					β−, n (<0,1%)	72 Cu
74 Ni	28	46	73,94807(43)#	0,68(18) с	β− (>99,9%)	74 Cu	0+
					β−, n (<0,1%)	73 Cu
75 Ni	28	47	74,95287(43)#	0,6(2) с	β− (98,4%)	75 Cu	(7/2+)#
					β−, n (1,6%)	74 Cu
76 Ni	28	48	75,95533(97)#	470(390) мс [0,24(+55−24) с]	β− (>99,9%)	76 Cu	0+
					β−, n (<0,1%)	75 Cu
77 Ni	28	49	76,96055(54)#	300# мс [>300нс]	β−	77 Cu	9/2+#
78 Ni	28	50	77,96318(118)#	120# мс [>300нс]	β−	78 Cu	0+
79 Ni	28	51	78,970400(640)#	43,0 мс +86−75	β−	79 Cu
80 Ni	28	52	78,970400(640)#	24 мс +26−17	β−	80 Cu

1. Теоретически может претерпевать двойной электронный захват в ⁵⁸Fe

Пояснения к таблице

• Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.

• Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

• Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.

• Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.

• Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.