YaChudo

Криптон-85

Переглядів: 0. Оновлено 24.10.2026.

Криптон-85
Загальні відомості
Назва, символ Криптон-85,85Kr
Нейтронів 49
Протонів 36
Властивості ізотопа
Період напіврозпаду 10,728±0,007 років[1]
Атомна маса 84,9125273±0,0000021[1] а.о.м
Спін 9/2+[1]
Дефект маси -81480,3±2.0[1] кеВ
Енергія зв'язку 8698,563±0,024[1] кеВ
Канал розпаду Енергія розпаду
β-[1] 0,6870±0,002[1] МеВ

Криптон-85 (85Kr) — радіоізотоп криптону.

Криптон-85 має період напіврозпаду 10,756 років і максимальну енергію розпаду 687 кеВ.[2] Він розпадається до стабільного рубідію-85. Його найпоширеніший розпад (99,57 %) відбувається через випромінювання бета-частинок з максимальною енергією 687 кеВ і середньою енергією 251 кеВ. Другим за поширеністю розпадом (0,43 %) є випромінювання бета-частинок (максимальна енергія 173 кеВ), за яким слідує випромінювання гамма-випромінювання (енергія 514 кеВ).[3] Інші режими розпаду мають дуже малу ймовірність і випромінюють гамма-промені меншої енергії.[2][4] Криптон-85 здебільшого синтезований, хоча в незначних кількостях він утворюється природним шляхом сколювання космічними променями.

З точки зору радіотоксичності, 440 Бк 85Kr еквівалентно 1 Бк радону-222 без урахування решти ланцюга розпаду радону.

Присутність в атмосфері Землі

Утворення в природі

Криптон-85 утворюється в невеликих кількостях шляхом взаємодії космічних променів зі стабільним криптоном-84 в атмосфері. Природні джерела підтримують рівноважний запас близько 0,09 ПБк в атмосфері.[5]

Антропогенне утворення

Станом на 2009 рік загальна кількість в атмосфері оцінюється в 5500 ПБк через антропогенні джерела.[6] На кінець 2000 року вона оцінювалась в 4800 ПБк,[5] а в 1973 році, приблизно в 1961 ПБк (53 мегакюрі).[7] Найважливішим із цих людських джерел є переробка ядерного палива, оскільки криптон-85 є одним із семи поширених продуктів поділу із середнім періодом життя.[5][6][7] Ядерний поділ виробляє приблизно три атоми криптону-85 на кожні 1000 поділів (тобто, його вихід поділу становить 0,3 %).[8] Більшість або весь цей криптон-85 зберігається у відпрацьованих ядерних паливних стрижнях; відпрацьоване паливо при вивантаженні з реактора містить 130—1800 ТБк криптону-85 на тонну відпрацьованого палива.[5] Частина цього відпрацьованого палива переробляється. Сучасна переробка ядерного палива вивільняє газоподібний 85Kr в атмосферу, коли відпрацьоване паливо розчиняється. В принципі, було б можливо захопити та зберігати цей газ криптон як ядерні відходи або для використання. Загальна глобальна кількість криптону-85, вивільненого в результаті переробки, оцінюється в 10 600 ПБк станом на 2000 рік.[5] Зазначений вище глобальний кадастр менший за цю кількість через радіоактивний розпад; менша частина розчиняється глибоко в океанах.[5]

Інші техногенні джерела складають незначний внесок у загальну кількість. Випробування ядерної зброї в атмосфері викинули приблизно 111—185 ПБк.[5] Аварія 1979 року на атомній електростанції Три-Майл-Айленд викинула близько 1,6 ПБк (43 кКі).[9] Чорнобильська катастрофа звільнила близько 35 ПБк,[5][6] а аварія на АЕС «Фукусіма Дайічі» призвела до викиду приблизно 44–84 ПБк.[10]

Середня концентрація криптону-85 в атмосфері становила приблизно 0,6 Бк/м3 у 1976 р. і збільшилася приблизно до 1,3 Бк/м3 станом на 2005 р.[5][11] Це приблизні глобальні середні значення; концентрації є вищими локально навколо установок переробки ядерного палива і, як правило, вищі в північній півкулі, ніж у південній.

Для моніторингу атмосфери на великій території криптон-85 є найкращим індикатором для таємного виділення плутонію.[12]

Викиди криптону-85 підвищують електропровідність атмосферного повітря. Очікується, що метеорологічний вплив буде сильнішим ближче до джерела викидів.[13]

Використання в промисловості

Криптон-85 використовується в дугових газорозрядних лампах, які зазвичай використовуються в індустрії розваг для великих світильників HMI, а також у газорозрядних лампах високої інтенсивності.[14][15][16][17][18] Наявність криптону-85 у газорозрядних лампах може полегшити запалювання ламп.[15] Ранні експериментальні розробки освітлювальних приладів на основі криптону-85 включали залізничний сигнальний ліхтар, розроблений у 1957 році[19], і світловий знак шосе, встановлений в Арізоні в 1969 році.[20] Капсула криптону-85 на 60 мкКі (2,22 МБк) використовувалася сервером випадкових чисел HotBits (натяк на те, що радіоактивний елемент є квантово-механічним джерелом ентропії), але була замінена на джерело з 5 мкКі (185 кБк) Cs-137 у 1998 р.[21][22]

Криптон-85 також використовується для перевірки компонентів літака на дрібні дефекти. Криптон-85 проникає в невеликі тріщини, а потім його присутність виявляється за допомогою авторадіографії. Метод називається «візуалізація прониклого криптону» (англ. krypton gas penetrant imaging).[23] Газ проникає в менші отвори, ніж рідини, які використовуються для методу кольорової дефектоскопії та методу флюоресцентної дефектоскопії.[24]

Криптон-85 використовувався в електронних лампах регулювання напруги з холодним катодом, таких як тип 5651.[25]

Криптон-85 також використовується для контролю промислових процесів головним чином для вимірювання товщини та щільності як альтернатива Sr-90 або Cs-137.[26][27]

Криптон-85 також використовується як нейтралізатор заряду в системах відбору проб аерозолів.[28]

Примітки

  1. ↑ а б в г д е ж Nubase 2020. www-nds.iaea.org (англ.). Процитовано 1 жовтня 2024.
  2. ↑ а б WWW Table of Radioactive Isotopes - Kr85. Lawrence Berkeley Laboratories, USA. Архів оригіналу за 11 червня 2015. Процитовано 30 травня 2015.
  3. ↑ M. Gorden та ін. (15 липня 2011). Pinellas Plant – Occupational Environmental Dose rev1 (PDF). ORAU. Процитовано 30 травня 2015.
  4. ↑ H. Sievers (1991). Nuclear data sheets update for A=85. Nuclear Data Sheets. 62: 271—325. Bibcode:1991NDS....62..271S. doi:10.1016/0090-3752(91)80016-Y.
  5. ↑ а б в г д е ж и к K. Winger та ін. (2005). A new compilation of the atmospheric 85krypton inventories from 1945 to 2000 and its evaluation in a global transport model. JRNL of Envir Radioactivity. 80 (2): 183—215. doi:10.1016/j.jenvrad.2004.09.005. PMID 15701383.
  6. ↑ а б в J. Ahlswede та ін. (2013). Update and improvement of the global krypton-85 emission inventory. JRNL of Envir Radioactivity. 115: 34—42. Bibcode:2013JEnvR.115...34A. doi:10.1016/j.jenvrad.2012.07.006. PMID 22858641.
  7. ↑ а б Telegadas, K.; Ferber, G. J. (28 листопада 1975). Atmospheric Concentrations and Inventory of Krypton-85 in 1973. Science. American Association for the Advancement of Science. 190 (4217): 882—883. Bibcode:1975Sci...190..882T. doi:10.1126/science.190.4217.882. JSTOR 1741777.
  8. ↑ Koning, Arjan (Серпень 2005). Cumulative Fission Yields. ISBN 978-92-64-02314-7. Процитовано 1 червня 2015.
  9. ↑ U.S. NRC: Backgrounder on the Three Mile Island accident. U.S. Nuclear Regulatory Commission. 12 грудня 2014. Процитовано 31 травня 2015.
  10. ↑ W. Lin та ін. (2015). Radioactivity impacts of the Fukushima Nuclear Accident on the atmosphere. Atmospheric Environment. 102: 311—322. Bibcode:2015AtmEn.102..311L. doi:10.1016/j.atmosenv.2014.11.047.
  11. ↑ Ross, Ole (2010). Simulation of atmospheric krypton-85 transport to assess the detectability of clandestine nuclear reprocessing (англ.). с. 17572696. doi:10.17617/2.2166357. Процитовано 12 жовтня 2024.
  12. ↑ Kalinowski, Martin B.; Sartorius, Hartmut; Uhl, Stefan; Weiss, Wolfgang (2004), Conclusions on plutonium separation from atmospheric krypton-85 measured at various distances from the Karlsruhe reprocessing plant, Journal of Environmental Radioactivity, 73 (2): 203—22, Bibcode:2004JEnvR..73..203K, doi:10.1016/j.jenvrad.2003.09.002, PMID 15023448
  13. ↑ Harrison, R. G.; ApSimon, H. M. (1 лютого 1994). Krypton-85 pollution and atmospheric electricity. Atmospheric Environment. 28 (4): 637—648. Bibcode:1994AtmEn..28..637H. doi:10.1016/1352-2310(94)90041-8.
  14. ↑ Krypton-85 (PDF). Spectragases.com (2004-12-30). Retrieved on 2013-07-25.
  15. ↑ а б Lamp Types, European Lamp Companies Federation, архів оригіналу за 22 червня 2012, процитовано 6 листопада 2012
  16. ↑ Ionizing Substances in Lighting Products (PDF), European Lamp Companies Federation, 2009, архів оригіналу (PDF) за 20 лютого 2014, процитовано 6 листопада 2012
  17. ↑ NRPB and GRS (2001), Transport of Consumer Goods containing Small Quantities of Radioactive Materials (PDF), European Commission, архів оригіналу (PDF) за 25 листопада 2011, процитовано 6 листопада 2012
  18. ↑ Assessment of the Radiological Impact of the Transport and Disposal of Light Bulbs Containing Tritium, Krypton-85 and Radioisotopes of Thorium, Health Protection Agency, 2011, архів оригіналу за 28 травня 2012, процитовано 6 листопада 2012
  19. ↑ Make A-powered Rail Signal Light in D&RGW Labs. The Ogden Standard-Examiner. 17 лютого 1957. Процитовано 31 травня 2015 — через Newspapers.com.
  20. ↑ Davis, Al (4 січня 1970). Atomic sign glows day and night here. Arizona Republic. Процитовано 31 травня 2015 — через Newspapers.com.
  21. ↑ Totally Random. Wired Magazine. Т. 11, № 8. Серпень 2003.
  22. ↑ Walker, John (Вересень 2006). HotBits Hardware. HotBits.
  23. ↑ Glatz, J. (1 грудня 1996). Krypton gas penetrant imaging -- A valuable tool for ensuring structural integrity in aircraft engine components. Materials Evaluation (English) . 54 (12). OSTI 445392.
  24. ↑ Glatz, Joseph. Krypton Gas Penetrant Imaging — A Valuable Tool for Ensuring Structural Integrity in Aircraft Engine Components. American Society for Nondestructive Testing
  25. ↑ 5651 Sylvania Voltage Regulator Stabilizer Electron Tube. Oddmix.com (2013-05-15). Retrieved on 2013-07-25.
  26. ↑ Krypton-85 (Kr-85) Sealed Sources for Industrial Process Control [Архівовано 2024-12-12 у Wayback Machine.] Retrieved on 2021-09-10
  27. ↑ [1] [Архівовано 2024-12-12 у Wayback Machine.] Sealed Sources for Industrial Gauging. M85K01 Series Kr-85 Beta Sources (PDF) Retrieved on 2021-09-10
  28. ↑ Liu, Benjamin; Piu, David (1974). Electrical neutralization of aerosols. Journal of Aerosol Science. 5 (5): 465—472. Bibcode:1974JAerS...5..465L. doi:10.1016/0021-8502(74)90086-X. Процитовано 4 січня 2023.

Джерело: стаття у Вікіпедії та історія редагувань (автори).