Isotop besi

Besi (26Fe) yang terbentuk secara alami terdiri dari empat isotop stabil: 54Fe sebesar 5,845% (kemungkinan bersifat radioaktif dengan waktu paruh lebih dari  tahun), 56Fe sebesar 91,754%, 57Fe sebesar 2,119%, dan 58Fe sebesar 0,286%. Ada 24 isotop radioaktif yang diketahui dengan waktu paruhnya tercantum di bawah ini, yang paling stabil adalah 60Fe (waktu paruh 2,6 juta tahun) dan 55Fe (waktu paruh 2,7 tahun).

Sebagian besar pekerjaan masa lalu pada pengukuran komposisi isotop Fe berpusat pada penentuan variasi 60Fe karena proses yang menyertai nukleosintesis (yaitu, studi mengenai meteorit) dan pembentukan bijih. Namun dalam dekade terakhir, kemajuan teknologi spektrometri massa telah memungkinkan deteksi dan kuantifikasi dalam hitungan menit, variasi alami dalam rasio isotop stabil besi. Banyak dari pekerjaan ini telah didorong oleh komunitas ilmu kebumian dan keplanetan, meskipun aplikasi untuk sistem biologis dan industri mulai muncul.

Daftar isotop

|-
| rowspan=2|45Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 19
| rowspan=2|45,01458(24)#
| rowspan=2|1,89(49) mdtk
| β+ (30%)
| 45Mn
| rowspan=2|3/2+#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| 2p (70%)
| 43Cr
|-
| rowspan=2|46Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 20
| rowspan=2|46,00081(38)#
| rowspan=2|9(4) mdtk[12(+4-3) mdtk]
| β+ (>99,9%)
| 46Mn
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+, p (<0,1%)
| 45Cr
|-
| rowspan=2|47Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 21
| rowspan=2|46,99289(28)#
| rowspan=2|21,8(7) mdtk
| β+ (>99,9%)
| 47Mn
| rowspan=2|7/2−#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+, p (<0,1%)
| 46Cr
|-
| rowspan=2|48Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 22
| rowspan=2|47,98050(8)#
| rowspan=2|44(7) mdtk
| β+ (96,41%)
| 48Mn
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+, p (3,59%)
| 47Cr
|-
| rowspan=2|49Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 23
| rowspan=2|48,97361(16)#
| rowspan=2|70(3) mdtk
| β+, p (52%)
| 48Cr
| rowspan=2|(7/2−)
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+ (48%)
| 49Mn
|-
| rowspan=2|50Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 24
| rowspan=2|49,96299(6)
| rowspan=2|155(11) mdtk
| β+ (>99,9%)
| 50Mn
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β+, p (<0,1%)
| 49Cr
|-
| 51Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 25
| 50,956820(16)
| 305(5) mdtk
| β+
| 51Mn
| 5/2−
|
|
|-
| 52Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 26
| 51,948114(7)
| 8,275(8) jam
| β+
| 52mMn
| 0+
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | 52mFe
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 6,81(13) MeV
| 45,9(6) dtk
| β+
| 52Mn
| (12+)#
|
|
|-
| 53Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 27
| 52,9453079(19)
| 8,51(2) mnt
| β+
| 53Mn
| 7/2−
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | 53mFe
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 3040,4(3) keV
| 2,526(24) mnt
| IT
| 53Fe
| 19/2−
|
|
|-
| 54Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 28
| 53,9396090(5)
| colspan=3 align=center|Stabil Secara Pengamatan
| 0+
| 0,05845(35)
| 0,05837–0,05861
|-
| style="text-indent:1em" | 54mFe
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 6526,9(6) keV
| 364(7) ndtk
|
|
| 10+
|
|
|-
| 55Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 29
| 54,9382934(7)
| 2,737(11) thn
| EC
| 55Mn
| 3/2−
|
|
|-
| 56Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 30
| 55,9349363(5)
| colspan=3 align=center|Stabil
| 0+
| 0,91754(36)
| 0,91742–0,91760
|-
| 57Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 31
| 56,9353928(5)
| colspan=3 align=center|Stabil
| 1/2−
| 0,02119(10)
| 0,02116–0,02121
|-
| 58Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 32
| 57,9332744(5)
| colspan=3 align=center|Stabil
| 0+
| 0,00282(4)
| 0,00281–0,00282
|-
| 59Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 33
| 58,9348755(8)
| 44,495(9) hri
| β−
| 59Co
| 3/2−
|
|
|-
| 60Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 34
| 59,934072(4)
| 2,6 thn
| β−
| 60Co
| 0+
| renik
|
|-
| 61Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 35
| 60,936745(21)
| 5,98(6) mnt
| β−
| 61Co
| 3/2−,5/2−
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | 61mFe
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 861(3) keV
| 250(10) ndtk
|
|
| 9/2+#
|
|
|-
| 62Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 36
| 61,936767(16)
| 68(2) dtk
| β−
| 62Co
| 0+
|
|
|-
| 63Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 37
| 62,94037(18)
| 6,1(6) dtk
| β−
| 63Co
| (5/2)−
|
|
|-
| 64Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 38
| 63,9412(3)
| 2,0(2) dtk
| β−
| 64Co
| 0+
|
|
|-
| 65Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 39
| 64,94538(26)
| 1,3(3) dtk
| β−
| 65Co
| 1/2−#
|
|
|-
| style="text-indent:1em" | 65mFe
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 364(3) keV
| 430(130) ndtk
|
|
| (5/2−)
|
|
|-
| rowspan=2|66Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 40
| rowspan=2|65,94678(32)
| rowspan=2|440(40) mdtk
| β− (>99,9%)
| 66Co
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−, n (<0,1%)
| 65Co
|-
| rowspan=2|67Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 41
| rowspan=2|66,95095(45)
| rowspan=2|394(9) mdtk
| β− (>99,9%)
| 67Co
| rowspan=2|1/2−#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−, n (<0,1%)
| 66Co
|-
| style="text-indent:1em" | 67mFe
| colspan="3" style="text-indent:2em" | 367(3) keV
| 64(17) µdtk
|
|
| (5/2−)
|
|
|-
| rowspan=2|68Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 42
| rowspan=2|67,95370(75)
| rowspan=2|187(6) mdtk
| β− (>99,9%)
| 68Co
| rowspan=2|0+
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−, n
| 67Co
|-
| rowspan=2|69Fe
| rowspan=2 style="text-align:right" | 26
| rowspan=2 style="text-align:right" | 43
| rowspan=2|68,95878(54)#
| rowspan=2|109(9) mdtk
| β− (>99,9%)
| 69Co
| rowspan=2|1/2−#
| rowspan=2|
| rowspan=2|
|-
| β−, n (<0,1%)
| 68Co
|-
| 70Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 44
| 69,96146(64)#
| 94(17) mdtk
|
|
| 0+
|
|
|-
| 71Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 45
| 70,96672(86)#
| 30# mdtk[>300 ndtk]
|
|
| 7/2+#
|
|
|-
| 72Fe
| style="text-align:right" | 26
| style="text-align:right" | 46
| 71,96962(86)#
| 10# mdtk[>300 ndtk]
|
|
| 0+
|
|

 Massa atom nuklida stabil (54Fe, 56Fe, 57Fe, dan 58Fe) diberikan oleh evaluasi massa atom AME2012. Satu kesalahan standar deviasi diberikan dalam tanda kurung setelah digit terakhir yang sesuai.

Besi-54
Besi-54 terlihat stabil secara pengamatan, tetapi secara teoritis dapat meluruh menjadi 54Cr, dengan waktu paruh lebih dari  tahun melalui penangkapan elektron ganda (εε).

Besi-56

Besi-56 adalah isotop dengan massa per nukleon terendah, yaitu 930,412 MeV/c2, meskipun bukan merupakan isotop dengan energi pengikatan inti per nukleon tertinggi, yaitu 62Ni. Namun, karena rincian cara nukleosintesis bekerja, 56Fe adalah titik akhir yang lebih umum dari rantai fusi di dalam bintang yang sangat masif dan karena itu lebih umum di alam semesta, dibandingkan dengan logam lain, termasuk 62Ni, 58Fe dan 60Ni, yang semuanya memiliki energi pengikatan yang sangat tinggi.

Besi-57
Besi-57 banyak digunakan dalam spektroskopi Mössbauer dan spektroskopi getaran resonansi inti yang terkait karena variasi energi alami yang rendah dari transisi nuklir sebesar 14,4 keV. 
Transisi itu terkenal karena digunakan untuk membuat pengukuran definitif pertama mengenai pergeseran merah gravitasional dalam eksperimen Pound-Rebka di tahun 1960.

Besi-60
Besi-60 adalah sebuah isotop besi dengan waktu paruh 2,6 juta tahun, tetapi diperkirakan sampai tahun 2009 memiliki waktu paruh 1,5 juta tahun. Ia mengalami peluruhan beta menjadi 60Co, yang kemudian meluruh dengan waktu paruh sekitar 5 tahun menjadi 60Ni yang stabil. Jejak 60Fe telah ditemukan dalam beberapa sampel bulan.

Dalam fase meteorit Semarkona dan Chervony Kut, korelasi antara konsentrasi 60Ni, isotop cucu dari 60Fe, dan kelimpahan isotop besi yang stabil dapat ditemukan, yang merupakan bukti keberadaan 60Fe pada saat pembentukan sistem Tata Surya. Kemungkinan energi yang dilepaskan oleh peluruhan 60Fe turut berkontribusi, bersama dengan energi yang dilepaskan oleh peluruhan radionuklida 26Al, pada peleburan kembali dan diferensiasi asteroid setelah pembentukannya 4,6 miliar tahun yang lalu. Kelimpahan 60Ni yang ada dalam materi luar angkasa juga dapat memberikan wawasan lebih lanjut tentang asal usul Tata Surya dan sejarah awalnya.

60Fe yang ditemukan dalam fosil bakteri di sedimen dasar laut menunjukkan adanya supernova di sekitar Tata Surya sekitar 2 juta tahun yang lalu. 60Fe juga ditemukan dalam sedimen dari 8 juta tahun yang lalu.

Pada tahun 2019, para peneliti menemukan 60Fe antarbintang di Antarktika, yang mereka hubungkan dengan Awan Antarbintang Lokal.

Referensi

 Massa isotop dari:

 Komposisi isotop dan massa atom standar dari:

 Data waktu paruh, spin, dan isomer dipilih dari sumber-sumber berikut.

Bacaan lebih lanjut

Isotop besi
Besi
Besi