Kripton-85

Kripton-85
Név, szimbólum Kripton-85,  85 Kr
Neutronok 49
Nuklidok tulajdonságai
Atomtömeg 84.9125273(21)  a. eszik.
Fajlagos kötési energia (nukleononként) 8698,562 keV
Fél élet 10.756 év
Bomlástermékek 85 Rb_
Az atommag spinje és paritása 9 /2+
Nuklidok táblázata

A Kripton-85 ( 85 Kr ) a kripton , egy radioaktív nemesgáz radioizotópja .

Megkeresés és beszerzés

A kriptonnak ez az izotópja kis mennyiségben létezik a természetben: a kozmikus sugárzás részecskéinek és a stabil kripton-84 magjainak kölcsönhatása során jön létre . Sokkal több kripton-85 keletkezik mesterséges nukleáris reakciókban: főként urán-235 -ből atomreaktorokban. Az urán-235 magja spontán vagy kényszerhasadás során általában két nehéz ( 90 és 140 közötti tömegszámú ) töredékre és 2-3 neutronra bomlik . 1000 urán-235 atommag bomlásakor körülbelül három kripton-85 atom szabadul fel. [1] ; ez körülbelül 20%-a az urán hasadása során keletkező 85 Kr -os magoknak. A megmaradt magok rövid életű gerjesztett állapotba kerülnek, amiből nem mennek át a kripton hosszú élettartamú izomerjébe , hanem azonnal rubídium-85-té bomlanak. [egy]

Nukleáris tulajdonságok

A kripton-85 atom magja spontán elektronikus β-bomlást tapasztal :

A bomlás során nem radioaktív (stabil) rubídium -85 képződik.

A felezési idő 10,756 év, a bomlási energia 687 keV . A kripton-85 atommag bomlásának 99,57% -ában a felszabaduló energia a kialakult béta-részecskére (maximum 687 keV , átlagosan 251 keV ), a rubídium-85 magra és a neutrínókra kerül át, és nem képződik gamma-sugárzás . A bomlások }0,43% -ában egy 514 keV energiájú gamma-kvantum és egy legfeljebb 173 keV energiájú béta-részecske bocsát ki [2] [3] . A spontán bomlás egyéb csatornái is lehetségesek kisebb energiájú gamma-sugarak kibocsátásával, de ezek valószínűsége rendkívül kicsi [4] .

Krypton-85 a környezetben

Körülbelül 5 MKi kripton-85 került a Föld légkörébe 1945 és 1962 között nukleáris kísérletek során . Az 1979-es Three Mile Island -i baleset során további 50 kCi-t adtak hozzájuk [1] , a csernobili atomerőműben történt 1986-os baleset során pedig 5 MCi [5] A Human Health Fact Sheet [1] szerint, az átlagos specifikus kripton-85 aktivitás a levegőben 1970 körül érte el a csúcsot; akkor körülbelül 10 pCi / m 3 ( 0,4 Bq / m 3 ), majd fokozatosan csökkenni kezdett, mivel ennek a radioizotópnak viszonylag rövid (kb. 11 éves) felezési idejével elég gyorsan stabil rubídium-85-té alakul. , és az új kripton-85 érkezése jelentősen csökkent a légköri nukleáris kísérletek betiltása és a plutónium termelés csökkenése miatt .

A plutónium beérkezésekor és izotópjainak leválasztásakor jelentős mennyiségű kripton-85 képződik. Ezért e radioizotóp koncentrációjának hirtelen helyi növekedése a levegőben a plutónium esetleges illegális termelésének jele. [6]

Egy nagy atomerőmű körülbelül 300 kCi kripton-85-öt termel évente. Ennek nagy része a kiégett nukleáris üzemanyag összetételében marad, és csak később, a feldolgozás során kerül a légkörbe . De az is lehetséges, hogy ezt a radioaktív inert gázt tárolás és felhasználás céljából befogják.

Radiotoxicitás szempontjából 440 Bq kripton-85 1 Bq radon-222- nek felel meg (leszámítva a radon bomlástermékek láncának radioaktivitását) [4] .

Alkalmazás

A Kripton-85-öt filmvetítőkben használt nagy teljesítményű kisülőlámpákban használják [7] [8] [9] [10] [11] : az ionizáló sugárzás elősegíti az elektromos kisülés meggyulladását [8] . Neonlámpákban és fénycsövek indítóinak neonlámpáiban is megtalálható, azonban az egyik ilyen indítón végzett tevékenység nem veszélyes - általában nem több, mint 1 kBq . A Krypton-85 olcsó, és a gázkisüléses készülékek tömítettsége esetén abszolút sugárzásbiztos, ezért egy időben széles körben használták ezen a területen.

Egyes régebbi sugárhajtóművek és turbóhajtóművek gyújtásrendszerében található tömített szikraközök kis mennyiségű kripton-85-öt tartalmaznak, ami segít fenntartani az ionizáció állandó szintjét.

A radioaktív kripton másik alkalmazása hidegkatódos gázkisüléses feszültségstabilizátorokban, különösen az 5651 típusú [12] .

A Krypton-85-öt repülőgép-alkatrészek műszaki diagnosztikájára használják: segít a mikroszkopikus hibák észlelésében. Ez a gáz jól behatol a kis repedésekbe, ott is marad, majd autoradiográfiás módszerekkel kimutatható . A hibák észlelésének ezt a módszerét „ kriptongáz-penetráns képalkotásnak ” nevezik .  Lehetővé teszi a kisebb repedések kimutatását, mint más, ugyanerre használt módszerek - a színhibák észlelésének módszere ( angol. festék penetráns vizsgálat ) és a lumineszcens szabályozás ( angol. fluoreszcens penetráns vizsgálat ). [13]  

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 4 Az emberi egészséggel kapcsolatos adatlap: Kripton (PDF). Argonne National Laboratory (2005. augusztus). Letöltve: 2006. november 25. Az eredetiből archiválva : 2009. december 20..
  2. ↑ Pinellas Plant – Foglalkozási környezeti dózis . cdc.gov
  3. ↑ Pinellas Plant – Occupational Environmental Dose rev1 Archivált : 2021. március 26. a Wayback Machine -nél . cdc.gov. Letöltve: 2013-07-25.
  4. ↑ 1 2 Eredmények:3 különböző bomlási lehetőséget találtunk Archivált 2013. július 25-én a Wayback Machine -nél . H. Sievers, Nuclear Data Sheets 62,271 (1991)
  5. ↑ Csernobili katasztrófa archiválva : 2015. április 11. a Wayback Machine -nél . Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu (1986-04-26). Letöltve: 2013-07-25.
  6. ↑ Kalinowski, Martin B.; Sartorius, Hartmut; Uhl, Stefan és Weiss, Wolfgang (2004), Következtetések a plutónium leválasztásáról a légköri kripton-85-ből, a karlsruhei újrafeldolgozó üzemtől különböző távolságokban mérve , Journal of Environmental Radioactivity 73. kötet (2): 203–22, PMID 15023448 , DOI 1016108 /j.jenvrad.2003.09.002 
  7. ↑ Krypton-85 (PDF) . Spectragases.com (2004-12-30). Letöltve: 2013-07-25.
  8. ↑ 1 2 lámpatípusok, Európai Lámpavállalatok Szövetsége , < http://www.elcfed.org/2_lighting_types.html > . Letöltve: 2012. november 6. Archiválva az eredeti dátumból: 2012. november 6.. 
  9. ↑ Ionizing Substances in Lighting Products , European Lamp Companies Federation, 2009 , < http://www.elcfed.org/documents/Ionizing_Substances_Lighting_products_2003_rev_2009_final.pdf > . Letöltve: 2012. november 6. Archiválva az eredeti dátumból: 2012. november 6.. 
  10. ↑ NRPB és GRS (2001), Kis mennyiségű radioaktív anyagot tartalmazó fogyasztási cikkek szállítása , Európai Bizottság , < http://ec.europa.eu/energy/nuclear/transport/doc/final-version-study1.pdf > . Letöltve: 2012. november 6. Archiválva : 2011. november 25. a Wayback Machine -nél 
  11. ↑ A tríciumot, kripton-85-öt és tórium radioizotópjait tartalmazó izzók szállításának és ártalmatlanításának radiológiai hatásának értékelése , Health Protection Agency, 2011 , < http://www.hpa.org.uk/web/HPAwebFile/HPAweb_C/ 1287143225736 > . Letöltve: 2012. november 6. Archiválva az eredeti dátumból: 2012. november 6.. 
  12. ↑ 5651 Sylvania Voltage Regulator Stabilizer Electron Tube Archiválva : 2016. március 4. a Wayback Machine -nál . Oddmix.com (2013-05-15). Letöltve: 2013-07-25.
  13. ↑ Glatz, Joseph. Kripton gáz áthatoló képalkotás – értékes eszköz a repülőgép-hajtóművek alkatrészeinek szerkezeti integritásának biztosítására . American Society for Nondesstructive Testing