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氪-85

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氪-85，85Kr
基本
符號85Kr
名稱氪-85、Kr-85
原子序36
中子數49
核素數據
半衰期10.756 年
衰變產物85Rb
原子量84.9125273(21) u
自旋9/2+
過剩能量-81480.267 keV
結合能8698.562 keV
衰變模式
衰變類型衰變能量（MeV）
β衰變0.687
β衰變0.173
氪的同位素
完整核素表

氪-85 (氪85)是氪的一種放射性同位素。它的半衰期為10.756年，最大衰變能為687千電子伏特(keV)[1]，它衰變為穩定的銣-85。最常見的衰變(99.57%)是通過β粒子輻射，最大能量為687電子伏特，平均能量為251電子伏特。第二種最常見的β粒子輻射為0.43%的衰變，最大能量173千電子伏，其次是伽馬射線輻射(能量為514千電子伏)[2] 其他衰變模式則概率很小且輻射的伽馬射線能量也較低[1][3]。

就輻射危害性而言，在不考慮氡衰變鏈其餘部分的前提下，440貝克氪85相當於1貝克的氡-222。

大氣層中的分布

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中等壽命裂變產物
項：
單位：		 t½
a		 產額
%		 Q*
KeV		 βγ
*
155Eu 4.76 .0803 252 βγ
85Kr 10.76 .2180 687 βγ
113mCd 14.1 .0008 316 β
90Sr 28.9 4.505 2826 β
137Cs 30.23 6.337 1176 βγ
121mSn 43.9 .00005 390 βγ
151Sm 90 .5314 77 β

自然發生

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氪-85是由宇宙射線與大氣層中穩定的氪-84相互作用產生的少量物質，自然來源在大氣層中保持著約0.09拍貝克的均衡量[4]。

人工生產

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然而，截至2009年，由於人為因素，大氣層中的總量估計已達到5500拍貝克[5]。2000年底，估計為4800拍貝克，1973年估計為1961拍貝克(53兆居里)[6]。這些人為來源中最重要的是核燃料再處理[4][5][6]，核分裂每1000次產生約3個氪-85原子，即裂變產出率為0.3%[7]。大部分或全部氪-85被保留在乏核燃料棒中；從反應爐排出的乏燃料含有0.13-1.8拍貝克/毫克的氪-85[4]，其中一些乏燃料會被再處理。當乏燃料溶解處理時，則會釋放氣態氪85到大氣中。原則上，可將這種氪氣作為核廢料收集和儲存起來，或加以利用。截至2000年，估計全球從再處理活動中釋放的氪-85累積量為1060拍貝克[4]。由於放射性衰變，上述存在於全球大氣層中的氪-85量小於這一數值；只有一小部分溶解在深海中[4]。

其他人造資源對總量作用不大，大氣層核試驗釋放了約111-185拍貝克[4]；1979年三里島核電站事故釋放了約1.6拍貝克(43千居里)[8]；車諾比核事故釋放了大約35拍貝克[4][5]；而福島第一核電站事故則估計釋放了44-84拍貝克[9]。

1976年，大氣層中氪-85的平均濃度約為0.6吉貝克/米3，到2005年已增至約1.3吉貝克/米3[4][10]，這只是近似的全球平均值；核廢料處理設施周圍的局部濃度較高，且北半球的濃度通常高於南半球。

對於廣域大氣層監測來說，氪-85是反映秘密分離鈽的最佳指標[11]。

氪-85的釋放增加了大氣層的導電性，靠近排放源的地方，氣象影響預計會更強[12]。

工業用途

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氪-85被用於娛樂業中常用的電弧放電燈，如大型鏑燈及高強度氣體放電燈[13][14][15][16][17]。氙燈放電管中充入氪-85使氙燈更易被點燃[14]，早期實驗性氪-85照明的開發包括1957年設計的鐵路信號燈[18]和1969年在亞利桑那州豎立的公路照明標誌[19]。目前隨機數伺服器HotBits使用了氪-85封閉容器(暗指放射性同位素是量子力學的無序狀態之源)[20]。

氪-85還用於檢查飛機部件的小缺陷，氪-85能穿透小裂紋，通過放射自顯影方式檢測損傷的存在，這種方法被稱為「氪氣體滲透成像」。氣體滲透的裂口比「著色浸透探傷檢測」和「螢光滲透檢測」中使用的液體要更小[21]。

氪-85還應用於冷陰極穩壓電子管，如5651型[22]。

參考文獻

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  1. ^ 1.0 1.1 WWW Table of Radioactive Isotopes - Kr85. Lawrence Berkeley Laboratories, USA. [2015-05-30]. （原始內容存檔於2015-06-11）. 
  2. ^ M. Gorden; et al. Pinellas Plant – Occupational Environmental Dose rev1 (PDF). ORAU. 15 July 2011 [2015-05-30]. （原始內容存檔 (PDF)於2021-03-26）. 
  3. ^ H. Sievers. Nuclear data sheets update for A=85. Nuclear Data Sheets. 1991, 62: 271–325. Bibcode:1991NDS....62..271S. doi:10.1016/0090-3752(91)80016-Y. 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 K. Winger; et al. A new compilation of the atmospheric 85krypton inventories from 1945 to 2000 and its evaluation in a global transport model. JRNL of Envir Radioactivity. 2005, 80 (2): 183–215. PMID 15701383. doi:10.1016/j.jenvrad.2004.09.005. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 J. Ahlswede; et al. Update and improvement of the global krypton-85 emission inventory. JRNL of Envir Radioactivity. 2013, 115: 34–42. PMID 22858641. doi:10.1016/j.jenvrad.2012.07.006. 
  6. ^ 6.0 6.1 Telegadas, K.; Ferber, G. J. Atmospheric Concentrations and Inventory of Krypton-85 in 1973. Science (American Association for the Advancement of Science). 1975-11-28, 190 (4217): 882–883. Bibcode:1975Sci...190..882T. JSTOR 1741777. doi:10.1126/science.190.4217.882. 
  7. ^ Cumulative Fission Yields. JEFF-3.1 Nuclear Data Library, JEFF Report 21, OECD/NEA, Paris, France, 2006. August 2005 [2015-06-01]. ISBN 978-92-64-02314-7. （原始內容存檔於2021-03-08）. 
  8. ^ U.S. NRC: Backgrounder on the Three Mile Island accident. U.S. Nuclear Regulatory Commission. 2014-12-12 [2015-05-31]. （原始內容存檔於2021-11-15）. 
  9. ^ W. Lin; et al. Radioactivity impacts of the Fukushima Nuclear Accident on the atmosphere. Atmospheric Environment. 2015, 102: 311–322. Bibcode:2015AtmEn.102..311L. doi:10.1016/j.atmosenv.2014.11.047. 
  10. ^ O. Ross; et al. Simulations of the atmospheric krypton-85 to assess the detectability of clandestine nuclear reprocessing (PDF). Symposium on International Safeguards: Preparing for Future Verification Challenges; Vienna (Austria); 1-5 Nov 2010 (技術報告) (IAEA-CN-184). 
  11. ^ Kalinowski, Martin B.; Sartorius, Hartmut; Uhl, Stefan; Weiss, Wolfgang, Conclusions on plutonium separation from atmospheric krypton-85 measured at various distances from the Karlsruhe reprocessing plant, Journal of Environmental Radioactivity, 2004, 73 (2): 203–22, PMID 15023448, doi:10.1016/j.jenvrad.2003.09.002 
  12. ^ Harrison, R. G.; ApSimon, H. M. Krypton-85 pollution and atmospheric electricity. Atmospheric Environment. 1994-02-01, 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). Retrieved on 2013-07-25.
  14. ^ 14.0 14.1 Lamp Types, European Lamp Companies Federation, [2012-11-06], （原始內容存檔於2012-11-06） 
  15. ^ Ionizing Substances in Lighting Products (PDF), European Lamp Companies Federation, 2009 [2012-11-06], （原始內容 (PDF)存檔於2012-11-06） 
  16. ^ NRPB and GRS, Transport of Consumer Goods containing Small Quantities of Radioactive Materials (PDF), European Commission, 2001 [2012-11-06], （原始內容 (PDF)存檔於2012-11-06） 
  17. ^ 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 [2012-11-06], （原始內容存檔於2012-11-06） 
  18. ^ Make A-powered Rail Signal Light in D&RGW Labs. The Ogden Standard-Examiner. 1957-02-17 [2015-05-31]. （原始內容存檔於2016-08-19） –透過Newspapers.com. 
  19. ^ Davis, Al. Atomic sign glows day and night here. Arizona Republic. 1970-01-04 [2015-05-31]. （原始內容存檔於2016-08-19） –透過Newspapers.com. 
  20. ^ Totally Random. Wired Magazine 11 (8). August 2003 [2021-02-15]. （原始內容存檔於2014-03-24）. 
  21. ^ Glatz, Joseph. Krypton Gas Penetrant Imaging – A Valuable Tool for Ensuring Structural Integrity in Aircraft Engine Components. American Society for Nondestructive Testing
  22. ^ 5651 Sylvania Voltage Regulator Stabilizer Electron Tube （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）. Oddmix.com (2013-05-15). Retrieved on 2013-07-25.

 

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