Изотопы кобальта - Isotopes of cobalt

Основные изотопы кобальта   ( 27 Co)
Изотоп Разлагаться
избыток период полураспада ( т 1/2 ) Режим продукт
56 Co син 77,27 г ε 56 Fe
57 Co син 271,79 г ε 57 Fe
58 Co син 70,86 г ε 58 Fe
59 Co 100% стабильный
60 Co след 5.2714 г. β - , γ 60 Ni
Стандартный атомный вес A r, стандартный (Co) 58,933 194 (3)

Встречающиеся в природе кобальта ( 27 Co) состоит из 1 стабильного изотопа , 59 Co. Двадцать восемь радиоизотопы были охарактеризованы с наиболее стабильной будучи 60 Co с периодом полураспада от 5.2714 лет, 57 Co с периодом полураспада 271,8 дней , 56 Co с периодом полураспада 77,27 дней и 58 Co с периодом полураспада 70,86 дней. Все оставшиеся радиоактивные изотопы имеют период полураспада менее 18 часов, а у большинства из них период полураспада менее 1 секунды. Этот элемент также имеет 11 мета-состояний , у каждого из которых период полураспада менее 15 минут.

Изотопы кобальта имеют атомный вес от 47 Co до 75 Co. Первичная мода распада для изотопов с атомными единицами массы меньше, чем у наиболее распространенного стабильного изотопа 59 Co, является захватом электронов и основным режимом распада для этих изотопов. более 59 атомных единиц массы - это бета-распад . Первичные продукты распада до 59 Co - изотопы железа, а первичные продукты после - изотопы никеля .

Радиоактивные изотопы могут быть получены в результате различных ядерных реакций . Например, изотоп 57 Co получают циклотронным облучением железа. Основная вовлеченная реакция - это (d, n) реакция 56 Fe + 2 H → n + 57 Co.

Список изотопов

Нуклид
Z N Изотопная масса ( Да )
Период полураспада

Режим распада

Дочерний
изотоп

Спин и
паритет
Естественное изобилие (мольная доля)
Энергия возбуждения Нормальная пропорция Диапазон вариации
47 Co 27 20 47.01149 (54) # 7 / 2- #
48 Co 27 21 год 48.00176 (43) # п 47 Fe 6 + #
49 Co 27 22 48.98972 (28) # <35 нс p (> 99,9%) 48 Fe 7 / 2- #
β + (<0,1%) 49 Fe
50 Co 27 23 49.98154 (18) # 44 (4) мс β + , p (54%) 49 Мн (6+)
β + (46%) 50 Fe
51 Co 27 24 50.97072 (16) # 60 # мс [> 200 нс] β + 51 Fe 7 / 2- #
52 Co 27 25 51.96359 (7) # 115 (23) мс β + 52 Fe (6+)
52m Co 380 (100) # кэВ 104 (11) # мс β + 52 Fe 2 + #
ЭТО 52 Co
53 Co 27 26 год 52.954219 (19) 242 (8) мс β + 53 Fe 7 / 2- #
53m Co 3197 (29) кэВ 247 (12) мс β + (98,5%) 53 Fe (19 / 2-)
п (1,5%) 52 Fe
54 Co 27 27 53.9484596 (8) 193,28 (7) мс β + 54 Fe 0+
54m Co 197,4 (5) кэВ 1,48 (2) мин β + 54 Fe (7) +
55 Co 27 28 год 54.9419990 (8) 17,53 (3) ч β + 55 Fe 7 / 2−
56 Co 27 29 55.9398393 (23) 77.233 (27) д β + 56 Fe 4+
57 Co 27 30 56.9362914 (8) 271,74 (6) д EC 57 Fe 7 / 2−
58 Co 27 31 год 57.9357528 (13) 70,86 (6) сут β + 58 Fe 2+
58 мл Co 24.95 (6) кэВ 9.04 (11) ч ЭТО 58 Co 5+
58м2 Co 53.15 (7) кэВ 10,4 (3) мкс 4+
59 Co 27 32 58.9331950 (7) Стабильный 7 / 2− 1,0000
60 Co 27 33 59.9338171 (7) 5,2713 (8) г β - , γ 60 Ni 5+
60m Co 58,59 (1) кэВ 10,467 (6) мин IT (99,76%) 60 Co 2+
β - (0,24%) 60 Ni
61 Co 27 34 60.9324758 (10) 1.650 (5) ч β - 61 Ni 7 / 2−
62 Co 27 35 год 61.934051 (21) 1,50 (4) мин β - 62 Ni 2+
62m Co 22 (5) кэВ 13,91 (5) мин β - (99%) 62 Ni 5+
IT (1%) 62 Co
63 Co 27 36 62.933612 (21) 26,9 (4) с β - 63 Ni 7 / 2−
64 Co 27 37 63.935810 (21) 0,30 (3) с β - 64 Ni 1+
65 Co 27 38 64.936478 (14) 1.20 (6) с β - 65 Ni (7/2) -
66 Co 27 39 65,93976 (27) 0,18 (1) с β - 66 Ni (3+)
66 мл Co 175 (3) кэВ 1,21 (1) мкс (5+)
66м2 Co 642 (5) кэВ > 100 мкс (8-)
67 Co 27 40 66,94089 (34) 0,425 (20) с β - 67 Ni (7/2 -) #
68 Co 27 41 год 67,94487 (34) 0,199 (21) с β - 68 Ni (7-)
68m Co 150 (150) # кэВ 1,6 (3) с (3+)
69 Co 27 42 68.94632 (36) 227 (13) мс β - (> 99,9%) 69 Ni 7 / 2- #
β - , n (<0,1%) 68 Ni
70 Co 27 43 год 69,9510 (9) 119 (6) мс β - (> 99,9%) 70 Ni (6-)
β - , n (<0,1%) 69 Ni
70m Co 200 (200) # кэВ 500 (180) мс (3+)
71 Co 27 44 70,9529 (9) 97 (2) мс β - (> 99,9%) 71 Ni 7 / 2- #
β - , n (<0,1%) 70 Ni
72 Co 27 45 71.95781 (64) # 62 (3) мс β - (> 99,9%) 72 Ni (6-, 7-)
β - , n (<0,1%) 71 Ni
73 Co 27 46 72.96024 (75) # 41 (4) мс 7 / 2- #
74 Co 27 47 73.96538 (86) # 50 # мс [> 300 нс] 0+
75 Co 27 48 74.96833 (86) # 40 # мс [> 300 нс] 7 / 2- #
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы:
  1. ^ m Co - Возбужденный ядерный изомер .
  2. ^ () - Неопределенность (1 σ ) дана в сжатой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
  3. ^ # - Атомная масса с пометкой #: значение и погрешность получены не из чисто экспериментальных данных, а, по крайней мере, частично из трендов по массовой поверхности (TMS).
  4. ^ a b c # - Значения, отмеченные знаком #, получены не только из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично из трендов соседних нуклидов (TNN).
  5. ^ Режимы распада:
    EC: Электронный захват
    ЭТО: Изомерный переход
    n: Эмиссия нейтронов
    п: Испускание протонов
  6. ^ Дочерний символ жирным шрифтом - Дочерний продукт стабилен.
  7. ^ () значение спина - указывает вращение со слабыми аргументами присваивания.

Использование радиоизотопов кобальта в медицине

Кобальт-57 ( 57 Co или Co-57) - радиоактивный металл, который используется в медицинских тестах; он используется как радиоактивная метка для поглощения витамина B 12 . Это полезно для теста Шиллинга .

Кобальт-60 ( 60 Co или Co-60) - это радиоактивный металл, который используется в лучевой терапии . Он производит два гамма-излучения с энергиями 1,17  МэВ и 1,33 МэВ. Источник 60 Co имеет диаметр около 2 см и в результате образует геометрическую полутень , делая края поля излучения нечеткими. Металл имеет неприятную привычку производить мелкую пыль, вызывая проблемы с радиационной защитой. Источник 60 Co используется примерно 5 лет, но даже после этого он все еще очень радиоактивен, и поэтому кобальтовые машины потеряли популярность в западном мире, где линейные ускорители являются обычным явлением.

Промышленное использование радиоактивных изотопов

Кобальт-60 (Co-60 или 60 Co) полезен в качестве источника гамма-излучения, потому что его можно производить в предсказуемых количествах, а также из-за его высокой радиоактивной активности, просто подвергая природный кобальт нейтронам в реакторе в течение заданного времени. Использование промышленного кобальта включает:

Кобальт-57 используется в качестве источника в мессбауэровской спектроскопии железосодержащих образцов. Распад электронного захвата 57 Co формирует возбужденное состояние ядра 57 Fe, которое, в свою очередь, распадается до основного состояния с испусканием гамма-излучения. Измерение спектра гамма-излучения дает информацию о химическом состоянии атома железа в образце.

использованная литература