Vrijeme poluraspada radioaktivnih izotopa ili radionuklida. Treba zapaziti da se teoretska linija za stabilne isotope Z = N (Z – atomski broj i N - broj neutrona), razdvaja od stvarnog odnosa atomskog broja i neutrona, što znači da se s povećanjem atomskog broja, povećava i nestabilnost atomskih jezgri.
Željezo-57 se često koristi u Mössbauerovoj spektroskopiji.
**Izotopi željeza** koji se javljaju u prirodi su četiri: željezo-54 (5,9%), željezo-56 (91,72%), željezo-57 (2,1%) i željezo-58 (0,28%), a ostali su radioaktivni s kratkim vremenom poluraspada, osim izotopa željezo-60 (t1/2 = 3 x 105 godina). Izotop željezo-56 poznat je kao nuklid s najstabilnijom jezgrom, jer ima najveću nuklearnu energiju vezanja.

Nukleosinteza zvijezda
----------------------

Danas je općenito prihvaćeno da zvijezde nastaju gravitacijskim sažimanjem međuzvjezdanih oblaka plina i prašine, pri čemu se gravitacijska energija pretvara u toplinu, koja se dijelom oslobađa u obliku elektromagnetskog zračenja. U početnoj fazi razvoja zvijezde su vrlo nestabilne. Kada se temperatura i gustoća plina u jezgri zvijezde dovoljno povećaju, započinju termonuklearne reakcije - fuzija vodika u helij. Oslobođena energija zaustavlja daljnje sažimanje zvijezde (tlak plina i zračenja uravnoteže gravitacijsku silu). Zvijezda postaje stabilna i dolazi na glavni niz, gdje će proboraviti najveći dio svog aktivnog života. Kada zvijezda istroši vodik iz svoje jezgre, jezgra se, uslijed gravitacije, opet počinje sažimati. Ukoliko se sažimanjem razvije dovoljna temperatura, započinje novi ciklus termonuklearnih reakcija: nuklearna fuzija helija u ugljik. Ponovno dolazi do ravnoteže. Zvijezda dolazi u fazu crvenog diva. Kada istroši helij može se nastaviti sličan scenarij: daljnje sažimanje jezgre i fuzija ugljika u teže elemente, sve do željeza, koje ima najveću nuklearnu energiju vezanja. U ovim procesima bitnu ulogu igra masa zvijezde. O njoj ovisi kolika će se temperatura razviti u jezgri zvijezde. 

Nukleosinteza u jezgri zvijezde završava stvaranjem željeza. Teži elementi od željeza nastaju u kataklizmičkim procesima kao što je eksplozija supernove. Samo zvijezde velikih masa, u konačnici svojeg razvoja mogu, postati supernove.

Željezo-54
----------

Željezo-54 je stabilan izotop željeza, iako postoji teorija da on nastaje radioaktivnim raspadom kroma-54, koji ima vrijeme poluraspada 3,1 x 1022, a raspad nastaje kao dvostruki elektronski uhvat (2β+).

Željezo-56
----------

Željezo-56 je stabilan izotop željeza, s najmanjom masom po nukleonu (930,412 MeV/c2), iako nema i najveću nuklearnu energiju vezanja (nikal-62). Ipak, zbog same prirode nukleosinteze zvijezda, željezo-56 postoji u većoj količini u svemiru od izotopa koji imaju veću nuklearnu energiju vezanja: nikal-62, željezo-58 i nikal-60.

Željezo-57
----------

Željezo-57 je stabilan izotop željeza, koji se često koristi u Mössbauerovoj spektroskopiji zbog malih promjena energije nuklearnih pretvorbi (14,4 keV).

Željezo-60
----------

Željezo-60 je radioaktivni izotop željeza, s vremenom poluraspada 2,6 milijuna godina (do 2009. se smatralo da je vrijeme poluraspada 1,5 milijuna godina). Nastaje beta raspadom kobalta-60. Kod ispitivanja meteorita *Semarkona* i *Chervony Kut*, prema odnosu koncentracija izotopa željezo-60 i nikla-60, došlo se do zaključka da je izotop željezo-60 bio prisutan u vrijeme postanka Sunčevog sustava. Pretpostavlja se da je energija koja se oslobađala kod radioaktivnog raspada željeza-60 i aluminija-26 doprinijela stvaranju asteroida prije oko 4,6 milijarde godina.

Popis izotopa željeza
---------------------

| Nuklidisimbol | Z(p) | N(n) |  masa izotopa (u)  | Vrijeme poluraspada | Način radioaktivnog raspada | Krajnjiizotop(i) | Nuklearnispin | Primjer udjela izotopa (molni udio) | Udio uprirodi (molni udio) |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| Energija pobude |
| 45Fe | 26 | 19 | 45,01458(24)# | 1,89(49) ms | β+ (30%) | 45Mn | 3/2+# |  |  |
| 2p (70%) | 43Cr |
| 46Fe | 26 | 20 | 46,00081(38)# | 9(4) ms[12(+4-3) ms] | β+ (>99,9%) | 46Mn | 0+ |  |  |
| β+, p (<.1%) | 45Cr |
| 47Fe | 26 | 21 | 46.99289(28)# | 21,8(7) ms | β+ (>99,9%) | 47Mn | 7/2-# |  |  |
| β+, p (<.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 (<.1%) | 49Cr |
| 51Fe | 26 | 25 | 50,956820(16) | 305(5) ms | β+ | 51Mn | 5/2- |  |  |
| 52Fe | 26 | 26 | 51,948114(7) | 8.275(8) h | 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) | **Stabilan** | 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) godina | EC | **55Mn** | 3/2- |  |  |
| 56Fe | 26 | 30 | 55,9349375(7) | **Stabilan** | 0+ | 0,91754(36) | 0,91742-0.91760 |
| 57Fe | 26 | 31 | 56,9353940(7) | **Stabilan** | 1/2- | 0,02119(10) | 0,02116-0,02121 |
| 58Fe | 26 | 32 | 57,9332756(8) | **Stabilan** | 0+ | 0,00282(4) | 0,00281-0,00282 |
| 59Fe | 26 | 33 | 58,9348755(8) | 44,495(9) dana | β- | **59Co** | 3/2- |  |  |
| 60Fe | 26 | 34 | 59,934072(4) | 2,6×106 godina | β- | 60Co | 0+ | U tragovima |  |
| 61Fe | 26 | 35 | 60,936745(21) | 5,98(6) minuta | 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-, neutronska emisija (<0,1%) | 65Co |
| 67Fe | 26 | 41 | 66,95095(45) | 394(9) ms | β- (>99,9%) | 67Co | 1/2-# |  |  |
| β-, n (<.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 | 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[>300 ns] |  |  | 7/2+# |  |  |
| 72Fe | 26 | 46 | 71,96962(86)# | 10# ms[>300 ns] |  |  | 0+ |  |  |

1. ↑  Kratice:  
EC: Elektronski uhvat  
IT: Izomerička tranzicija
2. ↑  Podebljano je za stabilne izotope
3. ↑  Vjeruje se da ostvaruje radioaktivni raspad β+β+ u **54Cr** s vremenom poluraspada preko 3,1×1022 godina
4. ↑  Najmanja atomska masa po nukleonu od svid nuklida; Krajnji element zvijezdane nukleosinteze

Bilješke:

* Vrijednosti označene s # nisu u potpunosti dobivene iz eksperimentalnih podataka, ali teže tim vrijednostima. Spinovi sa slabom raspodjelom su zatvoreni u okrugle zagrade.
* Zadnje vrijednosti brojeva koji odražavaju neizvjesnost se nalaze u okruglim zagradama. Vrijednosti neizvjesnosti označuju standardno odstupanje, osim udjela izotopa i relativnih atomskih masa, koje prema IUPAC-u imaju još manju neizvjesnost.

Izvori
------

1. ↑    "ŽELJEZO, Fe", www.pse.pbf.hr, 2011.
2. ↑   Fewell M. P.: "The atomic nuclide with the highest mean binding energy", American Journal of Physics,  2011.
3. ↑   R. Nave: "Mossbauer Effect in Iron-57", publisher=Georgia State University, 2009.
4. ↑