氪-85
基本 | |
---|---|
符号 | 85Kr |
名称 | 氪-85、Kr-85 |
原子序 | 36 |
中子数 | 49 |
核素数据 | |
半衰期 | 10.756 年 |
衰变产物 | 85Rb |
原子量 | 84.9125273(21) u |
自旋 | 9/2+ |
过剩能量 | -81480.267 keV |
结合能 | 8698.562 keV |
衰变模式 | |
衰变类型 | 衰变能量(MeV) |
β衰变 | 0.687 |
β衰变 | 0.173 |
氪的同位素 完整核素表 |
氪-85 (氪85)是氪的一种放射性同位素。它的半衰期为10.756年,最大��变能为687千电子伏特(keV)[1],它衰变为稳定的铷-85。最常见的衰变(99.57%)是通过β粒子辐射,最大能量为687电子伏特,平均能量为251电子伏特。第二种最常见的β粒子辐射为0.43%的衰变,最大能量173千电子伏,其次是伽马射线辐射(能量为514千电子伏)[2] 其他衰变模式则概率很小且辐射的伽马射线能量也较低[1][3]。
就辐射危害性而言,在不考虑氡衰变链其余部分的前提下,440贝克氪85相当于1贝克的氡-222。
大气层中的分布
[编辑]项: 单位: |
t½ a |
产额 % |
Q* KeV |
βγ * |
---|---|---|---|---|
155Eu | 4.76 | .0803 | 252 | βγ |
85Kr | 10.76 | .2180 | 687 | βγ |
113mCd | 14.1 | .0008 | 316 | β |
90Sr | 28.9 | 4.505 | 2826 | β |
137Cs | 30.23 | 6.337 | 1176 | βγ |
121mSn | 43.9 | .00005 | 390 | βγ |
151Sm | 90 | .5314 | 77 | β |
自然发生
[编辑]氪-85是由宇宙射线与大气层中稳定的氪-84相互作用产生的少量物质,自然来源在大气层中保持着约0.09拍贝克的均衡量[4]。
人工生产
[编辑]然而,截至2009年,由于人为因素,大气层中的总量估计已达到5500拍贝克[5]。2000年底,估计为4800拍贝克,1973年估计为1961拍贝克(53兆居里)[6]。这些人为来源中最重要的是核燃料再处理[4][5][6],核裂变每1000次产生约3个氪-85原子,即裂变产出率为0.3%[7]。大部分或全部氪-85被保留在乏核燃料棒中;从反应堆排出的乏燃料含有0.13-1.8拍贝克/毫克的氪-85[4],其中一些乏燃料会被再处理。当乏燃料溶解处理时,则会释放气态氪85到大气中。原则上,可将这种氪气作为核废料收集和储存起来,或加以利用。截至2000年,估计全球从再处理活动中释放的氪-85累积量为1060拍贝克[4]。由于放射性衰变,上述存在于全球大气层中的氪-85量小于这一数值;只有一小部分溶解在深海中[4]。
其他人造资源对总量作用不大,大气层核试验释放了约111-185拍贝克[4];1979年三里岛核电站事故释放了约1.6拍贝克(43千居里)[8];切尔诺贝利核事故释放了大约35拍贝克[4][5];而福岛第一核电站事故则估计释放了44-84拍贝克[9]。
1976年,大气层中氪-85的平均浓度约为0.6吉贝克/米3,到2005年已增至约1.3吉贝克/米3[4][10],这只是近似的全球平均值;核废料处理设施周围的局部浓度较高,且北半球的浓度通常高于南半球。
对于广域大气层监测来说,氪-85是反映秘密分离钚的最佳指标[11]。
氪-85的释放增加了大气层的导电性,靠近排放源的地方,气象影响预计会更强[12]。
工业用途
[编辑]氪-85被用于娱乐业中常用的电弧放电灯,如大型镝灯及高强度气体放电灯[13][14][15][16][17]。氙灯放电管中充入氪-85使氙灯更易被点燃[14],早期实验性氪-85照明的开发包括1957年设计的铁路信号灯[18]和1969年在亚利桑那州竖立的公路照明标志[19]。目前随机数服务器HotBits使用了氪-85封闭容器(暗指放射性同位素是量子力学的无序状态之源)[20]。
氪-85还用于检查飞机部件的小缺陷,氪-85能穿透小裂纹,通过放射自显影方式检测损伤的存在,这种方法被称为“氪气体渗透成像”。气体渗透的裂口比“着色浸透探伤检测”和“荧光渗透检测”中使用的液体要更小[21]。
氪-85还应用于冷阴极稳压电子管,如5651型[22]。
参考文献
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