Krypton-85 - Krypton-85

Krypton-85,85Kr
Všeobecné
Symbol85Kr
Jménakrypton-85, Kr-85
Protony36
Neutrony49
Nuklidová data
Poločas rozpadu10 756 let
Produkty rozpadu85Rb
Hmotnost izotopu84.9125273(21) u
Roztočit9/2+
Přebytečná energie-81480.267 keV
Vazebná energie8698 562 keV
Režimy rozpadu
Režim rozpaduEnergie rozpadu (MeV )
Beta rozpad0.687
Beta rozpad0.173
Izotopy kryptonu
Kompletní tabulka nuklidů

Krypton-85 (85Kr) je radioizotop z krypton.

Má to poločas rozpadu 10 756 let a maximálně energie rozpadu 687 keV.[1] Rozpadá se na stabilní rubidium -85. Jeho nejběžnější rozpad (99,57%) je o beta částice emise s maximální energií 687 keV a průměrná energie 251 keV. Druhým nejčastějším rozpadem (0,43%) je emise částic beta (maximální energie 173 keV), po které následuje gama paprsek emise (energie 514 keV).[2] Jiné režimy rozpadu mají velmi malé pravděpodobnosti a vyzařují méně energetická gama.[1][3]

Ve smyslu radiotoxicita, 440 Bq 85Kr odpovídá 1 Bq radon-222, bez ohledu na zbytek řetěz rozpadu radonu.

Přítomnost v zemské atmosféře

Středně dlouhý
štěpné produkty
Podpěra:
Jednotka:		t½
(A )		Výtěžek
(%)		Q *
(keV )		βγ *
155Eu4.760.0803252βγ
85Kr10.760.2180687βγ
113 mCD14.10.0008316β
90Sr28.94.5052826β
137Čs30.236.3371176βy
121 mSn43.90.00005390βγ
151Sm88.80.531477β

Přírodní produkce

Krypton-85 se vyrábí v malém množství interakcí kosmické paprsky se stabilní krypton-84 v atmosféře. Přírodní zdroje udržují v atmosféře rovnovážnou zásobu asi 0,09 PBq.[4]

Antropogenní produkce

Od roku 2009 se však celkové množství v atmosféře odhaduje na 5500 PBq kvůli antropogenním zdrojům.[5] Na konci roku 2000 se odhadoval na 4800 PBq,[4] a v roce 1973 odhadem 1961 PBq (53 megacurií).[6] Nejdůležitější z těchto lidských zdrojů je přepracování jaderného paliva.[4][5][6] Jaderné štěpení produkuje asi tři atomy kryptonu-85 na každých 1000 štěpení; tj. má štěpný výnos 0,3%.[7] Většina nebo celý tento krypton-85 je zachován v vyhořelé jaderné palivo tyče; vyhořelé palivo na výstupu z reaktoru obsahuje mezi 0,13 - 1,8 PBq / Mg kryptonu-85.[4] Část tohoto vyhořelého paliva je přepracováno. Současné jaderné přepracování uvolňuje plynné 85Kr do atmosféry, když je vyhořelé palivo rozpuštěno. V zásadě by bylo možné tento kryptonový plyn zachytit a uložit jako jaderný odpad nebo pro použití. Kumulativní globální množství kryptonu-85 uvolněného z přepracovatelské činnosti se odhaduje na 10 600 PBq k roku 2000.[4] Globální inventář uvedený výše je menší než toto množství v důsledku radioaktivního rozpadu; menší část se rozpustí v hlubokých oceánech.[4]

Ostatní umělé zdroje jsou malými přispěvateli k celkovému počtu. Atmosférický testy jaderných zbraní uvolnil odhadem 111-185 PBq.[4] Nehoda z roku 1979 na Jaderná elektrárna Three Mile Island uvolněno asi 1,6 PBq (43 kCi).[8] The Černobylská nehoda vydáno asi 35 PBq,[4][5] a Nehoda Fukushima Daiichi uvolnil odhadem 44-84 PBq.[9]

Průměrná atmosférická koncentrace kryptonu -85 byla přibližně 0,6 Bq / m3 v roce 1976 a vzrostl na přibližně 1,3 Bq / m3 od roku 2005.[4][10] Jedná se o přibližné globální průměrné hodnoty; koncentrace jsou lokálně vyšší v okolí zařízení na přepracování jaderných materiálů a jsou obecně vyšší na severní polokouli než na jižní polokouli.

Pro velkoplošné monitorování atmosféry je krypton-85 nejlepším indikátorem tajných separací plutonia.[11]

Uvolnění kryptonu-85 zvyšuje elektrickou vodivost atmosférického vzduchu. Očekává se, že meteorologické účinky budou silnější blíže ke zdroji emisí.[12]

Použití v průmyslu

Krypton-85 se používá v obloukových výbojkách běžně používaných v zábavním průmyslu pro velká filmová světla HMI a také vysoce intenzivní výbojky.[13][14][15][16][17] Přítomnost kryptonu-85 ve výbojce výbojek může způsobit snadné zapálení výbojek.[14] Počáteční experimentální vývoj osvětlení krypton-85 zahrnoval železniční signální světlo navržené v roce 1957[18] a osvětlená dálniční značka postavená v Arizona v roce 1969.[19] Kapsle kryptonu-85 je v současné době používána server náhodných čísel HotBits (narážka na radioaktivní prvek být kvantově mechanické zdroj entropie).[20]

Krypton-85 se také používá ke kontrole drobných vad komponentů letadla. Kryptonu-85 je umožněno pronikat malými trhlinami a poté je jeho přítomnost detekována autoradiografie. Tato metoda se nazývá „zobrazování kryptového plynu penetrantem“. Plyn proniká menšími otvory než použité kapaliny kontrola penetrantů barviv a fluorescenční penetrační kontrola.[21]

Krypton-85 byl použit v elektronových trubicích regulátoru napětí se studenou katodou, jako je typ 5651.[22]

Reference

  1. ^ A b „WWW tabulka radioaktivních izotopů - Kr85“. Lawrence Berkeley Laboratories, USA. Archivovány od originál dne 11.6.2015. Citováno 2015-05-30.
  2. ^ M. Gorden; et al. (15. července 2011). „Plant Pinellas Plant - Occupational Environmental Dose rev1“ (PDF). ORAU. Citováno 2015-05-30.
  3. ^ H. Sievers (1991). Msgstr "Aktualizace jaderných datových listů pro A = 85". Jaderné listy. 62: 271–325. Bibcode:1991 NDS .... 62..271S. doi:10.1016 / 0090-3752 (91) 80016-Y.
  4. ^ A b C d E F G h i K. Winger; et al. (2005). „Nová kompilace atmosférických 85kryptonových inventarizací od roku 1945 do roku 2000 a její vyhodnocení v globálním dopravním modelu“. JRNL radioaktivity prostředí. 80 (2): 183–215. doi:10.1016 / j.jenvrad.2004.09.005. PMID  15701383.
  5. ^ A b C J. Ahlswede; et al. (2013). „Aktualizace a vylepšení globálního inventáře emisí kryptonu-85“. JRNL of Envir Radioactivity. 115: 34–42. doi:10.1016 / j.jenvrad.2012.07.006. PMID  22858641.
  6. ^ A b Telegadas, K .; Ferber, G. J. (1975-11-28). "Atmosférické koncentrace a soupis Krypton-85 v roce 1973". Věda. Americká asociace pro rozvoj vědy. 190 (4217): 882–883. Bibcode:1975Sci ... 190..882T. doi:10.1126 / science.190.4217.882. JSTOR  1741777.
  7. ^ Kumulativní výnosy štěpení. JEFF-3.1 Nuclear Data Library, JEFF Report 21, OECD / NEA, Paříž, Francie, 2006. Srpna 2005. ISBN  978-92-64-02314-7. Citováno 2015-06-01.
  8. ^ „USA NRC: Pozadí havárie ostrova Three Mile Island“. US Nuclear Regulatory Commission. 12. 12. 2014. Citováno 2015-05-31.
  9. ^ W. Lin; et al. (2015). "Dopady radioaktivity jaderné nehody ve Fukušimě na atmosféru". Atmosférické prostředí. 102: 311–322. Bibcode:2015AtmEn.102..311L. doi:10.1016 / j.atmosenv.2014.11.047.
  10. ^ O. Ross; et al. Simulace atmosférického kryptonu-85 k posouzení detekovatelnosti tajného jaderného přepracování (PDF). Sympózium o mezinárodních zárukách: příprava na výzvy pro budoucí ověřování; Vídeň, Rakousko); 1. - 5. listopadu 2010; (Technická zpráva). IAEA-CN-184.CS1 maint: extra interpunkce (odkaz)
  11. ^ Kalinowski, Martin B .; Sartorius, Hartmut; Uhl, Stefan; Weiss, Wolfgang (2004), „Závěry o separaci plutonia od atmosférického kryptonu-85 měřené v různých vzdálenostech od přepracovatelského závodu v Karlsruhe“, Journal of Environmental Radioactivity, 73 (2): 203–22, doi:10.1016 / j.jenvrad.2003.09.002, PMID  15023448
  12. ^ Harrison, R. G .; ApSimon, H. M. (01.02.1994). „Znečištění Krypton-85 a atmosférická elektřina“. Atmosférické prostředí. 28 (4): 637–648. Bibcode:1994AtmEn..28..637H. doi:10.1016/1352-2310(94)90041-8.
  13. ^ Krypton-85 (PDF). Spectragases.com (2004-12-30). Citováno 2013-07-25.
  14. ^ A b Typy lamp, Evropská federace lampových společností, archivovány od originál dne 06.11.2012, vyvoláno 2012-11-06
  15. ^ Ionizující látky ve světelných produktech (PDF), European Lamp Companies Federation, 2009, archivovány od originál (PDF) dne 06.11.2012, vyvoláno 2012-11-06
  16. ^ NRPB a GRS (2001), Přeprava spotřebního zboží obsahujícího malé množství radioaktivních materiálů (PDF), Evropská komise, archivovány z originál (PDF) dne 06.11.2012, vyvoláno 2012-11-06
  17. ^ Posouzení radiologických dopadů přepravy a likvidace žárovek obsahujících tritium, krypton-85 a radioizotopy thoria, Agentura pro ochranu zdraví, 2011, archivovány z originál dne 06.11.2012, vyvoláno 2012-11-06
  18. ^ „Vyrobte si signální světlo na železnici A v laboratořích D & RGW“. Ogdenský standardní zkoušející. 1957-02-17. Citováno 2015-05-31 - přes Newspapers.com.
  19. ^ Davis, Al (01.01.1970). „Atomový znak zde svítí dnem i nocí“. Arizonská republika. Citováno 2015-05-31 - přes Newspapers.com.
  20. ^ „Totally Random“. Wired Magazine. 11 (8). Srpna 2003.
  21. ^ Glatz, Joseph. Kryptonové penetrační zobrazování - cenný nástroj pro zajištění strukturální integrity součástí letadlového motoru. Americká společnost pro nedestruktivní testování
  22. ^ 5651 Sylvania Regulátor napětí Stabilizátor Elektronka elektronky. Oddmix.com (2013-05-15). Citováno 2013-07-25.