氪-85
基本 | |
---|---|
符號 | 85Kr |
名稱 | 氪-85、Kr-85 |
原子序 | 36 |
中子數 | 49 |
核素數據 | |
半衰期 | 10.756 年 |
衰變產物 | 85Rb |
原子量 | 84.9125273(21) u |
自旋 | 9/2+ |
過剩能量 | -81480.267 keV |
結合能 | 8698.562 keV |
衰變模式 | |
衰變類型 | 衰變能量(MeV) |
β衰變 | 0.687 |
β衰變 | 0.173 |
氪的同位素 完整核素表 |
氪-85 (氪85)是氪的一種放射性同位素。它的半衰期為10.756年,最大衰變能��687千電子伏特(keV)[1],它衰變為穩定的銣-85。最常見的衰變(99.57%)是通過β粒子輻射,最大能量為687電子伏特,平均能量為251電子伏特。第二種最常見的β粒子輻射為0.43%的衰變,最大能量173千電子伏,其次是伽馬射線輻射(能量為514千電子伏)[2] 其他衰變模式則概率很小且輻射的伽馬射線能量也較低[1][3]。
就輻射危害性而言,在不考慮氡衰變鏈其餘部分的前提下,440貝克氪85相當於1貝克的氡-222。
大氣層中的分布
[編輯]項: 單位: |
t½ a |
產額 % |
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 |
自然發生
[編輯]氪-85是由宇宙射線與大氣層中穩定的氪-84相互作用產生的少量物質,自然來源在大氣層中保持着約0.09拍貝克的均衡量[4]。
人工生產
[編輯]然而,截至2009年,由於人為因素,大氣層中的總量估計已達到5500拍貝克[5]。2000年底,估計為4800拍貝克,1973年估計為1961拍貝克(53兆居里)[6]。這些人為來源中最重要的是核燃料再處理[4][5][6],核裂變每1000次產生約3個氪-85原子,即裂變產出率為0.3%[7]。大部分或全部氪-85被保留在乏核燃料棒中;從反應堆排出的乏燃料含有0.13-1.8拍貝克/毫克的氪-85[4],其中一些乏燃料會被再處理。當乏燃料溶解處理時,則會釋放氣態氪85到大氣中。原則上,可將這種氪氣作為核廢料收集和儲存起來,或加以利用。截至2000年,估計全球從再處理活動中釋放的氪-85累積量為1060拍貝克[4]。由於放射性衰變,上述存在於全球大氣層中的氪-85量小於這一數值;只有一小部分溶解在深海中[4]。
其他人造資源對總量作用不大,大氣層核試驗釋放了約111-185拍貝克[4];1979年三里島核電站事故釋放了約1.6拍貝克(43千居里)[8];切爾諾貝利核事故釋放了大約35拍貝克[4][5];而福島第一核電站事故則估計釋放了44-84拍貝克[9]。
1976年,大氣層中氪-85的平均濃度約為0.6吉貝克/米3,到2005年已增至約1.3吉貝克/米3[4][10],這只是近似的全球平均值;核廢料處理設施周圍的局部濃度較高,且北半球的濃度通常高於南半球。
對於廣域大氣層監測來說,氪-85是反映秘密分離鈈的最佳指標[11]。
氪-85的釋放增加了大氣層的導電性,靠近排放源的地方,氣象影響預計會更強[12]。
工業用途
[編輯]氪-85被用於娛樂業中常用的電弧放電燈,如大型鏑燈及高強度氣體放電燈[13][14][15][16][17]。氙燈放電管中充入氪-85使氙燈更易被點燃[14],早期實驗性氪-85照明的開發包括1957年設計的鐵路信號燈[18]和1969年在亞利桑那州豎立的公路照明標誌[19]。目前隨機數服務器HotBits使用了氪-85封閉容器(暗指放射性同位素是量子力學的無序狀態之源)[20]。
氪-85還用於檢查飛機部件的小缺陷,氪-85能穿透小裂紋,通過放射自顯影方式檢測損傷的存在,這種方法被稱為「氪氣體滲透成像」。氣體滲透的裂口比「着色浸透探傷檢測」和「熒光滲透檢測���中使用的液體要更小[21]。
氪-85還應用於冷陰極穩壓電子管,如5651型[22]。
參考文獻
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