Нікель-62

Нікель-62 — ізотоп нікелю, що містить 28 протонів і 34 нейтрони.

Нікель-62 Таблиця ізотопів
Загальні відомості
Назва, символ	Нікель-62,62Ni
Нейтронів	34
Протонів	28
Властивості ізотопа
Природна концентрація	3.6346%
Період напіврозпаду	стабільний
Атомна маса	61.9283449(5) а.о.м
Спін	0
Енергія зв'язку	8794,553±0,007 кеВ

Це стабільний ізотоп із найвищою енергією зв'язку на нуклон з усіх відомих нуклідів (8,7945 МеВ)^[1][2]. Часто стверджується, що ⁵⁶Fe є «найстабільнішим ядром», але лише тому, що ⁵⁶Fe має найменшу масу на нуклон (не енергію зв'язку на нуклон) з усіх нуклідів. Менша маса на нуклон ⁵⁶Fe можлива, оскільки ⁵⁶Fe має 26/56 ≈ 46,43 % протонів, тоді як ⁶²Ni має лише 28/62 ≈ 45,16 % протонів. Протони менш масивні, ніж нейтрони, тому більша частка протонів у ⁵⁶Fe знижує його середню масу на нуклон.

Властивості

Висока енергія зв'язку ізотопів нікелю загалом робить нікель кінцевим продуктом багатьох ядерних реакцій у Всесвіті (включно з реакціями захоплення нейтронів) та пояснює високий відносний вміст нікелю, хоча більша частина нікелю в космосі припадає на нікель-58 (найпоширеніший ізотоп) і нікель-60(інші мови) (другий за поширеністю), а інші стабільні ізотопи (нікель-61, нікель-62 і нікель-64) є досить рідкісними. Більша частина нікелю утворюється в наднових у r-процесі захоплення нейтронів з нікелю-56 відразу після колапсу ядра, причому той нікель-56, який виживає у вибуху наднової, швидко розпадається на кобальт-56(інші мови), а потім на стабільне залізо-56.

Порівняння з залізом-56

Другим і третім найбільш міцно зв'язаними ядрами є ядра ⁵⁸Fe і ⁵⁶Fe з енергією зв'язку на нуклон 8,7922 МеВ і 8,7903 МеВ відповідно.

З іншого боку, ізотоп ⁵⁶Fe має найменшу масу на нуклон з усіх нуклідів, 930,412 МеВ/c², за ним ідуть ⁶²Ni з 930,417 МеВ/c² і ⁶⁰Ni з 930,420 МеВ/c². Як зазначалося, це не суперечить енергії зв'язку, оскільки ⁶²Ni має більшу частку нейтронів, які є масивнішими за протони.

Якщо розглядати лише ядра безпосередньо, не враховуючи електронну оболонку, то ⁵⁶Fe знову демонструє найменшу масу на нуклон (930,175 МеВ/c²), потім йдуть ⁶⁰Ni (930,181 МеВ/c²) і ⁶²Ni (930,187 МеВ/c²).

Помилкове уявлення про вищу енергію ядерного зв'язку ⁵⁶Fe, ймовірно, походить від астрофізики^[3]. Під час зоряного нуклеосинтезу конкуренція між фотодезінтеграцією та альфа-захопленням призводить до утворення більшої кількості ⁵⁶Ni, ніж ⁶²Ni (⁵⁶Fe утворюється пізніше в оболонці зорі, що вибухає, в результаті розпаду ⁵⁶Ni). ⁵⁶Ni є природним кінцевим продуктом ядерного горіння кремнію в кінці життя наднової зорі та є продуктом 14 альфа-захоплень у альфа-процесі, який створює з вуглецю більш масивні елементи з кроком у 4 нуклони. Цей альфа-процес у наднових на цьому й закінчується через вищу енергію цинку-60(інші мови), який таким чином не може утворитись на наступному етапі після захоплення ще однієї альфа-частинки.

Тим не менш, 28 атомів нікелю-62, зливаючись з 31 атомом заліза-56, виділяють енергетичний еквівалент маси 0,011 а.о.м. Отже, у далекому майбутньому всесвіту, що розширюється без розпаду протонів, будуть утворюватись залізні зорі, а не «нікелеві зорі».