Isotopen van ijzer

Het chemisch element ijzer (Fe), met een atoommassa van 55,845(2) u, bezit vier stabiele isotopen: ijzer-54, -56, -57 en -58, waarvan ijzer-56 het meest abundant is (ongeveer 92%). De overige 24 radio-isotopen zijn onstabiel en hebben een relatief korte halveringstijd (de meeste minder dan een seconde).

De kortstlevende isotoop van ijzer is ijzer-45, met een halfwaardetijd van ongeveer 4,9 milliseconden. De langstlevende is ijzer-60, met een halfwaardetijd van 2,6 miljoen jaar.

IJzer-54

De isotoop ijzer-54 wordt ervan verdacht via een dubbel bètaverval te vervallen tot de stabiele isotoop chroom-54. IJzer-54 heeft een halfwaardetijd van meer dan 31 triljard jaar en kan dus de facto als stabiel worden beschouwd. Dit omdat de halfwaardetijd miljarden malen groter is dan de leeftijd van het universum.

IJzer-56

De meest voorkomende isotoop van ijzer, ijzer-56, is een van de meest stabiele en bekende isotopen. Hoewel vaak het misverstand opduikt dat het de hoogste kernbindingsenergie zou bezitten, is het wel zo dat de vorming van dit nuclide in de kern van een ster leidt tot de uiteindelijke dood ervan (wegens de hoge stabiliteit van de atoomkern). De ster explodeert dan in een supernova. IJzer-56 bezit de laagste massa per nucleon: 930,412 MeV/c².

Het nuclide met de hoogste kernbindingsenergie (8,79 MeV) is nikkel-62.

IJzer-57

IJzer-57 is een van de enige isotopen die kan gebruikt worden in de Mössbauerspectroscopie, vanwege de minieme variatie in energie van de nucleaire transitie.[1] IJzer-57 is een stabiele isotoop van ijzer, met een relatieve aanwezigheid van ongeveer 2%.

IJzer-60

IJzer-60 is de isotoop van ijzer met de langste halfwaardetijd: (2,62 ± 0,04) × 10^6 jaar. Deze waarde werd in 2009 door een Duitse studie als nieuwe waarde gevonden.[2] Tot dan toe werd aangenomen dat de halfwaardetijd (1,49 ± 0,27) × 10^6 jaar bedroeg. Deze nieuwe waarde had grote consequenties voor de interpretatie van de nucleosynthese in het heelal.

IJzer-60 vervalt via bètaverval tot de radioactieve isotoop kobalt-60, die zelf opnieuw via bèta-verval overgaat tot de stabiele isotoop nikkel-60.

Overzicht

Nuclide	Z (p)	N (n)	Isotopische massa (u)	Halveringstijd	Radioactief verval	VP	Kernspin	Isotopische verhouding (molfractie)	Natuurlijk voorkomen (molfractie)
	Excitatie-energie
^45Fe	26	19	45,01458(24)	4,9(15) ms	p	^44Mn	3/2^+
					2p	^43Cr
^46Fe	26	20	46,00081(38)	9(4) ms	β^+ (> 99,9%)	^46Mn	0^+
					β^+, p (< 0,1%)	^45Cr
^47Fe	26	21	46,99289(28)	21,8(7) ms	β^+ (> 99,9%)	^47Mn	7/2^−
					β^+, p (< 0,1%)	^46Cr
^48Fe	26	22	47,98050(8)	44(7) ms	β^+ (96,41%)	^48Mn	0^+
					β^+, p (3,59%)	^47Cr
^49Fe	26	23	48,97361(16)	70(3) ms	β^+, p (52%)	^48Cr	(7/2^−)
					β^+ (48%)	^49Mn
^50Fe	26	24	49,96299(6)	155(11) ms	β^+ (> 99,9%)	^50Mn	0^+
					β^+, p (< 0,1%)	^49Cr
^51Fe	26	25	50,956820(16)	305(5) ms	β^+	^51Mn	5/2^−
^52Fe	26	26	51,948114(7)	8,275(8) uur	β^+	^52Mn	0^+
^52mFe	6,81(13) MeV			45,9(6) s	β^+	^52Mn	(12^+)
^53Fe	26	27	52,9453079(19)	8,51(2) min	β^+	^53Mn	7/2^−
^53mFe	3040,4(3) keV			2,526(24) min	IT	^53Fe	19/2^−
^54Fe	26	28	53,9396105(7)	stabiel			0^+	0,05845(35)	0,05837 - 0,05861
^54mFe	6526,9(6) keV			364(7) ns			10^+
^55Fe	26	29	54,9382934(7)	2,737(11) jaar	EV	^55Mn	3/2^−
^56Fe	26	30	55,9349375(7)	stabiel			0^+	0,91754(36)	0,91742 - 0,91760
^57Fe	26	31	56,9353940(7)	stabiel			1/2^−	0,02119(10)	0,02116 - 0,02121
^58Fe	26	32	57,9332756(8)	stabiel			0^+	0,00282(4)	0,00281 - 0,00282
^59Fe	26	33	58,9348755(8)	44,495(9) dagen	β^−	^59Co	3/2^−
^60Fe	26	34	59,934072(4)	2,6 × 10^6 jaar	β^−	^60Co	0^+
^61Fe	26	35	60,936745(21)	5,98(6) min	β^−	^61Co	3/2^−, 5/2^−
^61mFe	861(3) keV			250(10) ns			9/2^+
^62Fe	26	36	61,936767(16)	68(2) s	β^−	^62Co	0^+
^63Fe	26	37	62,94037(18)	6,1(6) s	β^−	^63Co	5/2^−
^64Fe	26	38	63,9412(3)	2,0(2) s	β^−	^64Co	0^+
^65Fe	26	39	64,94538(26)	1,3(3) s	β^−	^65Co	1/2^−
^65mFe	364(3) keV			430(130) ns			(5/2^−)
^66Fe	26	40	65,94678(32)	440(40) ms	β^− (> 99,9%)	^66Co	0^+
					β^−, n (< 0,1%)	^65Co
^67Fe	26	41	66,95095(45)	394(9) ms	β^− (> 99,9%)	^67Co	1/2^−
					β^−, n (< 0,1%)	^66Co
^67mFe	367(3) keV			64(17) µs			(5/2^−)
^68Fe	26	42	67,95370(75)	187(6) ms	β^− (> 99,9%)	^68Co	0^+
					β^−, n (< 0,1%)	^67Co
^69Fe	26	43	68,95878(54)	109(9) ms	β^− (> 99,9%)	^69Co	1/2^−
					β^−, n (< 0,1%)	^68Co
^70Fe	26	44	69,96146(64)	94(17) ms			0^+
^71Fe	26	45	70,96672(86)	30 ms			7/2^+
^72Fe	26	46	71,96962(86)	10 ms			0^+

Overzicht van isotopen per element

	1																	18
1	H	2	Periodiek systeem										13	14	15	16	17	He
2	Li	Be	De links verwijzen naar isotopen per element										B	C	N	O	F	Ne
3	Na	Mg	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	Al	Si	P	S	Cl	Ar
4	K	Ca	Sc	Ti	V	Cr	Mn	Fe	Co	Ni	Cu	Zn	Ga	Ge	As	Se	Br	Kr
5	Rb	Sr	Y	Zr	Nb	Mo	Tc	Ru	Rh	Pd	Ag	Cd	In	Sn	Sb	Te	I	Xe
6	Cs	Ba	↓	Hf	Ta	W	Re	Os	Ir	Pt	Au	Hg	Tl	Pb	Bi	Po	At	Rn
7	Fr	Ra	↓↓	Rf	Db	Sg	Bh	Hs	Mt	Ds	Rg	Cn	Nh	Fl	Mc	Lv	Ts	Og
Lanthaniden			La	Ce	Pr	Nd	Pm	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm	Yb	Lu
Actiniden			Ac	Th	Pa	U	Np	Pu	Am	Cm	Bk	Cf	Es	Fm	Md	No	Lr

Bronnen, noten en/of referenties

• (en) R.B. Firestone, S.Y. Frank Chu & C.M. Baglin (1999) - Table of Isotopes (online versie van de cd-rom)
• (en) G. Audi, A.H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot & O. Bersillon (2003) - The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties, Nuclear Physics A, 729, pp. 3-128
• (en) J.R. de Laeter, J.K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H.S. Peiser, K.J.R. Rosman & P.D.P. Taylor (2003) - Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 75 (6), pp. 683–800
• (en) M.E. Wieser (2006) - Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report), Pure and Applied Chemistry, 78 (11), pp. 2051–2066
• (en) David R. Lide (2004) - CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th ed.), hoofdstuk 11, CRC Press - ISBN 978-0849304859

---

1. (en) R. Nave - Mossbauer Effect in Iron-57, HyperPhysics, Georgia State University
2. (en) G. Rugel, T. Faestermann, K. Knie, G. Korschinek, M. Poutivtsev, D. Schumann, N. Kivel, I. Günther-Leopold, R. Weinreich & M. Wohlmuther - New Measurement of the ^60Fe Half-Life, Physical Review Letters 103 (7), p. 72.502. Gearchiveerd op 14 januari 2012.