Открыть главное меню

Изотопы кобальта


Изотопы кобальта — разновидности химического элемента кобальта с разным количеством нейтронов в ядре. Известны изотопы кобальта с массовыми числами от 47 до 75 (количество протонов 27, нейтронов от 20 до 48) и 11 ядерных изомеров.

Природный кобальт является моноизотопным элементом с единственным стабильным изотопом 59Co.

Наиболее долгоживущий из нестабильных изотопов кобальта и имеющий важные практические применения — кобальт-60 с периодом полураспада 5,2714 лет. Другие наиболее долгоживущие изотопы 57Co с периодом полураспада 271,8 суток, 56Co (77,27 суток), 58Co (70,86 суток). Прочие изотопы имеют период полураспада менее суток.

У изотопов с массовыми числами менее 59 превалируют позитронный распад и электронный захват, при этом дочерними ядрами являются изотопы железа. У изотопов с массовыми числами более 59 превалирует бета-распад, порождая изотопы никеля.

Кобальт-60Править

Основная статья: Кобальт-60

Кобальт-60 источник жесткого гамма-излучения, имеет 2 спектральные линии, 1173 и 1332 кэВ. Получают облучением нейтронами природного кобальта−59 в ядерных реакторах. Период полураспада 5,27 лет.

В промышленности
  • стерилизации медицинского оборудования и материалов;
  • стерилизации пищевых продуктов в целях консервирования (холодная пастеризация);
  • радиографии (просвечивания деталей с целью выявления дефектов при неразрушающем контроле);
  • при измерении плотности сырья и материалов (например, плотности бетона);
  • в измерителях уровня сыпучих и жидких материалов в бункерах и баках;
  • для калибровки спектрометров и детекторов гамма-излучения.
В медицине

Кобальт-60 может применяться для радиотерапии злокачественных опухолей путем облучения пораженного участка тела через теневую маску. Однако такие источники вытесняются ускорителями элементарных частиц, так как из-за значительных линейных размеров кобальтового излучателя (~1 см) трудно направить поток излучения от него только на больную ткань, не облучая при этом здоровые ткани.

Кобальт-57Править

Кобальт-57 является источником мягкого гамма-излучения, имеет спектральные линии 14, 122 и 136 кэВ.[1] Период полураспада 271,8 суток, схема распада электронный захват, дочерний изотоп стабильное железо-57. Получают облучением протонами в ускорителе природного никеля-58 по схеме 58Ni(p,2p)→57Co.

В науке и технике гамма-источники на основе этого изотопа применяются для калибровки аппаратуры, мессбауэровской спектроскопии и других целей. В медицине может применяться в составе радиофармпрепарата цианокобаламина (витамина B12) для изучения метаболизма организма и диагностики заболеваний, связанных с усвоением этого витамина (Тест Шиллинга (англ.))[2].

В России производится более половины мирового потребления кобальта-57.[3]

Таблица изотопов кобальтаПравить

Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[4]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[5]
(T1/2)
Спин и чётность
ядра[5]
Энергия возбуждения
47Co 27 20 47,01149 7/2-
48Co 27 21 48,00176 6+
49Co 27 22 48,98972 35 нс 7/2-
50Co 27 23 49,98154 44 мс 6+
51Co 27 24 50,97072 60 мс 7/2-
52Co 27 25 51,96359 115 мс 6+
52mCo 380 кэВ 104 мс 2+
53Co 27 26 52,954219 242 мс 7/2-
53mCo 3,197 МэВ 247 мс 19/2-
54Co 27 27 53,9484596 193,28 мс 0+
54mCo 197,4 кэВ 1,48 мин 7+
55Co 27 28 54,9419990 17,53 ч 7/2-
56Co 27 29 55,9398393 77,233 сут 4+
57Co 27 30 56,9362914 271,74 сут 7/2-
58Co 27 31 57,9357528 70,86 сут 2+
58m1Co 24,95 кэВ 9,04 ч 5+
58m2Co 53,15 кэВ 10,4 мкс 4+
59Co 27 32 58,9331950 стабилен 7/2-
60Co 27 33 59,9338171 5,2713 г. 5+
60mCo 58,59 кэВ 10,467 мин 2+
61Co 27 34 60,9324758 1,650 ч 7/2-
62Co 27 35 61,934051 1,50 мин 2+
62mCo 22 кэВ 13,91 мин 5+
63Co 27 36 62,933612 26,9 с 7/2-
64Co 27 37 63,935810 300 мс 1+
65Co 27 38 64,936478 1,20 с 7/2-
66Co 27 39 65,93976 180 мс 3+
66m1Co 175 кэВ 1,21 мкс 5+
66m2Co 642 кэВ 100 мкс 8-
67Co 27 40 66,94089 425 мс 7/2-
68Co 27 41 67,94487 199 мс 7-
68mCo 150 кэВ 1,6 с 3+
69Co 27 42 68,94632 227 мс 7/2-
70Co 27 43 69,9510 119 мс 6-
70mCo 200 кэВ 500 мс 3+
71Co 27 44 70,9529 97 мс 7/2-
72Co 27 45 71,95781 62 мс 6-
73Co 27 46 72,96024 41 мс 7/2-
74Co 27 47 73,96538 50 мс 0+
75Co 27 48 74,96833 40 мс 7/2-
76Co 27 49 > 634 нс

ПримечанияПравить

  1. Кобальт-57
  2. L. E. Diaz. Cobalt-57: Uses. JPNM Physics Isotopes. University of Harvard. Дата обращения 13 сентября 2010. Архивировано 12 декабря 2012 года.
  3. Вечный генератор
  4. Данные приведены по Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. — Bibcode2003NuPhA.729..337A.
  5. 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.