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鐵有四種穩(wěn)定同位素Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58，不考慮質(zhì)子衰變的話，可以認(rèn)為半衰期無(wú)限長(zhǎng)；另外還有兩種放射性同位素Fe-55和Fe-59，半衰期分別是2.7年和44.5天。

半衰期

放射性元素在內(nèi)部由于量子效應(yīng)，會(huì)隨機(jī)地發(fā)生衰變（轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌樱罅吭泳奂谝黄鹚プ兙头辖y(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律，我們把放射性物質(zhì)衰變一半所需的時(shí)間稱之為半衰期。

半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)概念，對(duì)大量放射性原子來(lái)說(shuō)才有意義，對(duì)于單個(gè)原子是沒(méi)有意義的，單個(gè)放射性原子我們可以用平均壽命來(lái)描述，兩者的關(guān)系為：

平均壽命 = 半衰期 / ln2 ；

比如碳14會(huì)自發(fā)地衰變?yōu)榈?14，半衰期為5730年，也就是對(duì)于10克的碳-14來(lái)說(shuō)，在5730年后，只剩下5克的碳-14，再過(guò)5730年，就剩下2.5克的碳-14，利用這個(gè)性質(zhì)，我們可以通過(guò)碳-14的檢測(cè)，來(lái)測(cè)定礦物、死亡生物的大致年代。

鐵的同位素

在核物理中，我們知道核聚變的終點(diǎn)是鐵，核裂變的終點(diǎn)也是鐵，鐵原子核是所有元素中最穩(wěn)定的，平均核子質(zhì)量也最低，在大質(zhì)量恒星中，元素聚變到鐵就意味著恒星步入死亡。

鐵有四種穩(wěn)定同位素，分別是Fe-54、Fe-56、Fe-57和Fe-58，四種同位素在自然界中豐度分別為5.8%、91.72%、2.1%、和0.28%，另外還有兩種放射性同位素Fe-55和Fe-59，半衰期分別是2.7年和44.5天。

其中鐵-59還常作為示蹤劑，能讓醫(yī)療人員追蹤人體代謝的情況，對(duì)某些疾病的治療和藥物追蹤有著重要意義。

質(zhì)子衰變

在不考慮質(zhì)子衰變的情況下，我們可以認(rèn)為鐵的穩(wěn)定同位素半衰期無(wú)限長(zhǎng)，但是量子力學(xué)的預(yù)言，質(zhì)子也是會(huì)發(fā)生衰變的，根據(jù)日本神岡核子衰變實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，質(zhì)子的半衰期至少為10^35年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我們宇宙的年齡。

目前質(zhì)子衰變還是物理學(xué)中的一大謎團(tuán)，假如質(zhì)子真的存在衰變，根據(jù)熱寂學(xué)說(shuō)，宇宙在經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)很長(zhǎng)時(shí)間后，所有輕元素會(huì)聚變?yōu)殍F，重元素會(huì)裂變?yōu)殍F，然后鐵原子中的質(zhì)子再發(fā)生衰變，衰變后分解為各種輕子，宇宙也將徹底步入熱寂時(shí)代。

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