鉄-55

鉄55（⁵⁵ Fe）は、26個の陽子と29個の中性子を含む核を持つ鉄の放射性同位体です。電子捕獲によってマンガン55に崩壊し、このプロセスの半減期は2.737年です。放出されるX線は、 X線回折などのさまざまな科学的分析方法のX線源として使用できます。鉄55は、崩壊中に生成される オージェ電子の発生源でもあります。

鉄 55 は電子捕獲によりマンガン 55に崩壊し、半減期は 2.737 年です。^[1]原子核の周りの電子は、殻を離れることなく低下した電荷に急速に適応し、その後すぐに、原子核に捕獲された電子によって空いた「K」殻の空孔は、より高い殻からの電子によって埋められます。エネルギーの差は、約 60% の確率で 5.19 keV のオージェ電子、約 16.2% の確率で 5.89875 keV のエネルギーのK-α -1 X 線、約 8.2%の確率で 5.88765 keV のエネルギーのK-α -2 X 線、または約 2.85% の確率で 6.49045 keV の公称エネルギーのK-β X 線を放出することによって解放されます。 K-α-1と-2のX線のエネルギーは非常に似ているため、5.9 keVの光子エネルギーを持つ単一エネルギー放射線として指定されることが多い。その確率は約28％である。^[2]残りの12％は、より低エネルギーのオージェ電子と、その他のマイナーな遷移からの光子によって占められる。

電子捕獲後のマンガン55から放出されるKアルファX線は、さまざまなX線散乱技術における実験室のX線源として使用されてきました。放出されるX線の利点は、単色であり、何年にもわたって継続的に生成されることです。^{[3]この放出には電力は必要ないため、} X線蛍光装置などのポータブルX線装置に最適です。^[4] ESAのExoMarsミッションは、2016年に、^{[5] [6]}鉄55源を複合X線回折/ X線蛍光分光計に使用しました。^[7] 2011年の火星ミッションMSLでは、機能的に同様の分光計が使用されましたが、従来の電気駆動のX線源が使用されました。^[8]

オージェ電子はガスクロマトグラフィーの電子捕獲検出器に応用できる。より広く使用されているニッケル63源はベータ崩壊から電子を供給する。^[9]

鉄55は、鉄に中性子を照射することで最も効率的に生成される。最も豊富な2つの同位体である鉄54と鉄56と中性子の反応（ ⁵⁴ Fe(n,γ) ⁵⁵ Feと⁵⁶ Fe(n,2n) ⁵⁵ Fe）により、鉄55が生成される。観測される鉄55のほとんどはこれらの照射反応で生成されるものであり、主要な核分裂生成物ではない。^[10] 1950年代の大気圏内核実験 の結果、1963年の核実験禁止まで、相当量の鉄55が生物圏に放出された。^[11]実験場に近い人々、例えばイヌピアット（アラスカ先住民）やマーシャル諸島の住民は、かなりの量の放射性鉄を蓄積した。しかし、半減期が短いことと核実験禁止により、数年のうちに利用可能な鉄55の量は核実験前のレベルに近くまで減少した。^{[11] [12]}

• 鉄の同位体