Криптон-85 (85Kr) — радиоизотоп криптона, радиоактивный благородный газ.
Нахождение и получение Этот изотоп криптона в природе существует в незначительных количествах: он образуется при взаимодействии частиц космических лучей с ядрами стабильного криптона-84. Намного больше криптона-85 образуется в искусственных ядерных реакциях: в основном из урана-235 в ядерных реакторах. Ядро урана-235 при спонтанном или вынужденном делении обычно расщепляется на два тяжёлых фрагмента (с массовыми числами от 90 до 140) и 2-3 нейтрона. При распаде 1000 ядер урана-235 выделяется около трёх атомов криптона-85. Это около 20 % от всех образовавшихся при делении урана ядер 85Kr. Остальные ядра оказываются в короткоживущем возбуждённом состоянии, из которого не переходят в долгоживущий изомер криптона, а сразу распадаются в рубидий-85.
Ядерные свойства Ядро атома криптона-85 испытывает спонтанный электронный β-распад:
В процессе этого распада образуется нерадиоактивный (стабильный) рубидий-85.
Период полураспада составляет 10,756 лет, энергия распада . В распадов ядра криптона-85 выделившаяся энергия передаётся образовавшимся бета-частице (максимально , в среднем ), ядру рубидия-85 и нейтрино, а гамма-излучение не образуется. В распадов излучается гамма-квант с энергией и бета-частица с энергией до Pinellas Plant — Occupational Environmental Dose. cdc.govPinellas Plant — Occupational Environmental Dose rev1 . cdc.gov. Retrieved on 2013-07-25.. Возможны и другие каналы спонтанного распада с излучением гамма-квантов меньших энергий, но их вероятность крайне малаResults:3 different decay possibilities were found . H. Sievers, Nuclear Data Sheets 62,271 (1991).
Криптон-85 в окружающей среде Около 5 МКи криптона-85 было выброшено в атмосферу Земли с 1945 по 1962 год при ядерных испытаниях. При аварии на Три-Майл-Айленд в 1979 году к ним добавилось ещё 50 кКи, а при аварии на ЧАЭС в 1986-м — 5 МКиChernobyl Disaster . Hyperphysics.phy-astr.gsu.edu (1986-04-26). Retrieved on 2013-07-25. По данным «Human Health Fact Sheet», средняя удельная активность криптона-85 в воздухе достигла пика примерно в 1970 году; тогда она составляла около (), а затем стала плавно снижаться, так как при относительно коротком (около 11 лет) периоде полураспада этого радиоизотопа он достаточно быстро превращается в стабильный рубидий-85, а поступление нового криптона-85 значительно сократилось по причине запрещения ядерных испытаний в атмосфере и сокращения производства плутония.
При получении плутония и разделении его изотопов образуется значительное количество криптона-85. Поэтому внезапное локальное повышение концентрации этого радиоизотопа в воздухе является признаком возможного нелегального производства плутония.
Большая АЭС производит за год около 300 кКи криптона-85. Большая его часть остаётся в составе отработавшего ядерного топлива и попадает в атмосферу уже потом, в процессе его переработки. Но возможно и улавливание этого радиоактивного инертного газа для хранения и использования.
По радиотоксичности, криптона-85 равнозначны радона-222 (без учёта радиоактивности цепочки продуктов распада радона).
Применение Криптон-85 применяется в мощных газоразрядных лампах, используемых в кинопроекторахKrypton-85 (PDF). Spectragases.com (2004-12-30). Retrieved on 2013-07-25. : ионизирующее излучение облегчает зажигание электрического разряда. Также встречается в неоновых лампах и в неоновых лампах стартеров для люминесцентных ламп, однако активность на один такой стартер неопасна - обычно не более 1 КБк. Криптон-85 дёшев и в случае сохранности герметичности газоразрядных приборов абсолютно радиационно-безопасен, поэтому в своё время широко применялся в этой области.
В герметичных разрядниках систем зажигания некоторых старых моделей реактивных и турбореактивных двигателей содержится незначительное количество криптона-85, который помогает поддерживать постоянный уровень ионизации.
Ещё одно применение радиоактивного криптона — в газоразрядных стабилизаторах напряжения с холодным катодом, в частности, типа 56515651 Sylvania Voltage Regulator Stabilizer Electron Tube . Oddmix.com (2013-05-15). Retrieved on 2013-07-25..
Криптон-85 используется для технической диагностики авиационных деталей: он помогает обнаруживать микроскопические дефекты. Этот газ хорошо проникает в малые трещины, остаётся там, и затем может быть обнаружен методами авторадиографии. Такой метод обнаружения дефектов получил название «визуализация проникшего криптона» (). Он позволяет обнаружить более мелкие трещинки, чем другие применяемые для того же методы — метод цветной дефектоскопии и .Glatz, Joseph. Krypton Gas Penetrant Imaging — A Valuable Tool for Ensuring Structural Integrity in Aircraft Engine Components. American Society for Nondestructive Testing
Примечания
Категория:Изотопы криптона Категория:Радиолюминофоры