آهن و ایزوتوپ های آن

آهن عنصری شیمیایی با نماد Fe و عدد اتمی 26 است. این فلزی است که به اولین سری انتقال و گروه 8 جدول تناوبی تعلق دارد. این ماده از نظر جرم رایج ترین عنصر روی زمین است ، درست در مقابل اکسیژن (به ترتیب 32.1 و 30.1 درصد) که بیشتر هسته خارجی و داخلی زمین را تشکیل می دهد. این چهارمین عنصر رایج در پوسته زمین است.

 

در حالت فلزی ، آهن در پوسته زمین نادر است و عمدتا به رسوب توسط شهاب سنگ ها محدود می شود. در مقابل ، سنگ معدن آهن از فراوانترین عناصر پوسته زمین است ، اگرچه استخراج فلز قابل استفاده از آنها به کوره یا کوره هایی نیاز دارد که بتوانند به 1500 درجه سانتیگراد (2،730 درجه فارنهایت) یا بالاتر برسند ، یعنی حدود 500 درجه سانتیگراد (900 درجه فارنهایت) بالاتر بیش از حد مورد نیاز برای ذوب مس است. انسان ها از حدود 2000 سال قبل از میلاد مسیح در اوراسیا تسلط یافتند ، [استفاده از آن در بدن تأیید نشده است] و استفاده از ابزارهای آهن و سلاح شروع به جابجایی آلیاژهای مس ، در برخی مناطق ، فقط در حدود 1200 سال قبل از میلاد مسیح کرد. آن واقعه گذار از عصر مفرغ به عصر آهن در نظر گرفته می شود. در دنیای مدرن ، آلیاژهای آهن مانند فولاد ، فولاد ضد زنگ ، چدن و ​​فولادهای خاص به دلیل خواص مکانیکی و هزینه پایین ، متداول ترین فلزات صنعتی هستند.

آهن دارای چهار ایزوتوپ پایدار است: 54Fe (5.845٪ آهن طبیعی) ، 56Fe (91.754٪) ، 57Fe (2.119٪) و 58Fe (0.282٪). 20-30 ایزوتوپ مصنوعی نیز ایجاد شده است. از این ایزوتوپهای پایدار ، فقط 57Fe دارای چرخش هسته ای است (−−⁄). نوکلید 54Fe از نظر تئوریک می تواند تحت جذب الکترون دو برابر تا 54Cr قرار گیرد ، اما این روند هرگز مشاهده نشده است و فقط یک حد پایین در نیمه عمر 3.22 1022 سال ایجاد شده است.

 

60Fe یک رادیونوکلاید منقرض شده در نیمه عمر طولانی (2.6 میلیون سال) است. این ماده روی زمین یافت نمی شود ، اما محصول نهایی پوسیدگی آن نوه آن ، نوکلید پایدار 60Ni است. بیشتر کارهای گذشته در مورد ترکیب ایزوتوپی آهن بر روی هسته سنتز 60Fe از طریق مطالعات شهاب سنگ ها و تشکیل سنگ معدن متمرکز بوده است. در دهه گذشته ، پیشرفت در طیف سنجی جرمی امکان شناسایی و تعیین مقدار کمی تغییرات طبیعی را در نسبت ایزوتوپهای پایدار آهن فراهم کرده است. بیشتر این کارها توسط زمین و جوامع علمی سیاره ای هدایت می شوند ، اگرچه کاربردهایی در سیستم های بیولوژیکی و صنعتی در حال ظهور است

 

در فازهای شهاب سنگهای سمارکونا و شروونی کوت ، همبستگی بین غلظت 60Ni ، نوه 60Fe و فراوانی ایزوتوپهای آهن پایدار شواهدی از وجود 60Fe در زمان تشکیل منظومه شمسی را فراهم کرده است. احتمالاً انرژی آزاد شده در اثر پوسیدگی 60Fe ، همراه با انرژی آزاد شده توسط 26Al ، در از بین بردن و تمایز سیارک ها پس از تشکیل آنها 4.6 میلیارد سال پیش نقش داشته است. فراوانی 60Ni موجود در مواد فرازمینی ممکن است بینش بیشتری در مورد منشا و تاریخ اولیه منظومه شمسی ایجاد کند.

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>