ニッケル62

ニッケル62は、 28個の陽子と34個の中性子を持つニッケルの同位体です。

これは安定同位体であり、既知の核種の中で最も高い核子あたりの結合エネルギー（8.7945 MeV）を持つ。^{[1] [2] 56} Feは「最も安定した原子核」であるとよく言われるが、それは^{56 Feがすべての核種の中で核子あたりの}質量（核子あたりの結合エネルギーではない）が最も低いからである。56 Feの核子あたりの質量が低いのは^{、56 Fe}には26/56 ≈ 46.43%の陽子が含まれるのに対し、⁶² Niには28/62 ≈ 45.16%の陽子しかないためである。陽子は中性子よりも質量が小さいため、⁵⁶ Feの陽子の割合が大きいと、結合エネルギーには影響せずに核子あたりの平均質量比が低下する。言い換えれば、ニッケル 62 は、どの同位体よりも陽子が軽く、中性子も最も軽い同位体です。

ニッケル同位体の結合エネルギーは一般に高いため、ニッケルは宇宙中の多くの核反応（中性子捕獲反応を含む）の「最終生成物」となり、ニッケルの相対的存在量が高い理由となっている。ただし、宇宙にある（したがって超新星爆発によって生成される）ニッケルのほとんどはニッケル 58（最も一般的な同位体）とニッケル 60（2番目に多い）であり、他の安定同位体（ニッケル 61、ニッケル 62、ニッケル 64）は非常にまれである。これは、ニッケルの大部分が超新星の中心核の崩壊直後にニッケル 56 から中性子を捕獲するr 過程で生成され、超新星爆発を逃れたニッケル 56 は急速にコバルト 56に崩壊し、その後安定した鉄 56 に崩壊することを示唆している。

2番目と3番目に強く結合している原子核は⁵⁸ Feと⁵⁶ Feで、核子あたりの結合エネルギーはそれぞれ8.7922 MeVと8.7903 MeVです。^[3]

上で述べたように、同位体⁵⁶ Fe は核子あたりの質量が 930.412 MeV/c ²と、あらゆる核種の中で最も低く、次に⁶² Ni が 930.417 MeV/c ²、^{60 Ni が 930.420 MeV/c 2}です。 上で述べたように、これは結合数と矛盾しません。なぜなら、⁶² Ni は陽子よりも質量の大きい中性子の割合が大きいからです。

電子を含めずに原子核だけに注目すると、⁵⁶ Fe が再び核子あたりの質量が最も低く (930.175 MeV/c ² )、次いで⁶⁰ Ni (930.181 MeV/c ² )、⁶² Ni (930.187 MeV/c ² ) となります。

⁵⁶ Fe の核結合エネルギーが高いという誤解は、おそらく天体物理学に端を発している。 ^{[4]恒星における}元素合成の際、光崩壊とアルファ捕獲の競合により、 ⁶² Niよりも多くの⁵⁶ Niが生成される（ ^{56 Fe は、 56} Ni が崩壊するにつれて、恒星の放出殻で後から生成される）。56 ^Niは、超新星の寿命の終わりにシリコンが燃焼する際に生じる自然な最終生成物であり、炭素から 4 核子ずつより重い元素を作るアルファ過程における 14 回のアルファ捕獲の生成物である。超新星の燃焼におけるこのアルファ過程は、次のステップで別の「アルファ」（より正確にはヘリウム原子核） が追加された後に生成される亜鉛 60のエネルギーが高いため、ここで終了する。

それでも、28個のニッケル62原子が31個の鉄56原子に融合して放出される。0.011  Daのエネルギー。したがって、陽子崩壊のない膨張宇宙の未来には、「ニッケル星」ではなく「 鉄星」が含まれることになります。

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