Izotopi de cobalt

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 31 iulie 2021; verificările necesită 3 modificări .

Izotopii de cobalt  sunt soiuri ale elementului chimic cobalt cu un număr diferit de neutroni în nucleu . Izotopi cunoscuți de cobalt cu numere de masă de la 47 la 75 (număr de protoni 27, neutroni de la 20 la 48) și 11 izomeri nucleari .

Cobaltul natural este un element monoizotopic cu singurul izotop stabil 59Co .

Cel mai longeviv dintre izotopii instabili ai cobaltului și cu aplicații practice importante este cobaltul-60, cu un timp de înjumătățire de 5,2714 ani. Alți izotopi cu cea mai lungă viață sunt 57 Co cu un timp de înjumătățire de 271,8 zile, 56 Co (77,27 zile), 58 Co (70,86 zile). Alți izotopi au un timp de înjumătățire mai mic de o zi.

Pentru izotopii cu numere de masă mai mici de 59, predomină dezintegrarea pozitronilor și captarea electronilor , izotopii de fier fiind nuclee fiice . Pentru izotopii cu numere de masă mai mari de 59, predomină degradarea beta , producând izotopi de nichel .

Cobalt-60

Cobaltul-60 este o sursă de radiații gamma dure , are 2 linii spectrale , 1173 și 1332 k eV . Obținut prin iradierea cu neutroni a cobaltului-59 natural în reactoare nucleare. Timpul de înjumătățire este de 5,27 ani.

În industrie

• sterilizarea echipamentelor și materialelor medicale;
• sterilizarea produselor alimentare în scop de conservare ( pasteurizare la rece );
• radiografie (transmiterea pieselor pentru a detecta defectele în timpul testelor nedistructive);
• la măsurarea densității materiilor prime și materialelor (de exemplu, densitatea betonului );
• în metri de nivel a materialelor în vrac și lichide în buncăre și rezervoare;
• pentru calibrarea spectrometrelor și detectorilor de radiații gamma.

În medicină

Cobalt-60 poate fi utilizat pentru radioterapie a tumorilor maligne prin iradierea zonei afectate a corpului printr-o mască de umbră. Cu toate acestea, astfel de surse sunt înlocuite de acceleratorii de particule elementare, deoarece, din cauza dimensiunilor liniare semnificative ale emițătorului de cobalt (~1 cm), este dificil să se direcționeze fluxul de radiații de la acesta numai către țesutul bolnav fără iradierea țesuturilor sănătoase.

Cobalt-57

Cobaltul-57 este o sursă de radiație gamma moale, are linii spectrale de 14, 122 și 136 keV. [1] Timp de înjumătățire 271,8 zile, schema de dezintegrare a captării de electroni , izotop stabil de fier-57. Obținut prin iradiere cu protoni într-un accelerator natural de nichel-58 conform schemei 58 Ni(p,2p) → 57 Co.

În știință și tehnologie, sursele gamma bazate pe acest izotop sunt utilizate pentru calibrarea echipamentelor, spectroscopia Mössbauer și alte scopuri. În medicină, poate fi utilizat ca parte a radiofarmaceuticului cu cianocobalamină (vitamina B 12 ) pentru a studia metabolismul organismului și a diagnostica bolile asociate cu absorbția acestei vitamine ( testul Schilling ).) [2] .

Mai mult de jumătate din consumul mondial de cobalt-57 este produs în Rusia. [3]

Tabelul izotopilor de cobalt

Simbolul nuclidului	Z ( p )	N( n )	Masa izotopică [4] ( a.u.m. )	Timp de înjumătățire [5] (T 1/2 )	Canal de dezintegrare	Produs de degradare	Spinul și paritatea nucleului [5]	Prevalența izotopului în natură	Gama de modificări ale abundenței izotopice în natură
	Energia de excitare
47Co _	27	douăzeci	47.01149(54)#				7/2−#
48Co _	27	21	48,00176(43)#		p	47Fe _	6+#
49Co _	27	22	48,98972(28)#	<35 ns	p (>99,9%)	48 Fe	7/2−#
					β + (<.1%)	49Fe _
50Co _	27	23	49,98154(18)#	44(4) ms	β + , p (54%)	49 Mn	(6+)
					β + (46%)	50 Fe
51Co _	27	24	50,97072(16)#	60# ms [>200 ns]	β +	51 Fe	7/2−#
52Co _	27	25	51.96359(7)#	115(23) ms	β +	52 Fe	(6+)
52m Co	380(100)# keV			104(11)# ms	β +	52 Fe	2+#
					IP	52Co _
53Co _	27	26	52,954219(19)	242(8) ms	β +	53 Fe	7/2−#
53m Co	3197(29) keV			247(12) ms	β + (98,5%)	53 Fe	(19/2−)
					p(1,5%)	52 Fe
54Co _	27	27	53,9484596(8)	193,28(7) ms	β +	54 Fe	0+
54m Co	197,4(5) keV			1,48(2) min	β +	54 Fe	(7)+
55Co _	27	28	54,9419990(8)	17.53(3) h	β +	55 Fe	7/2−
56Co _	27	29	55,9398393(23)	77.233(27) zile	β +	56 Fe	4+
57Co _	27	treizeci	56,9362914(8)	271,74(6) zile	EZ	57Fe _	7/2−
58Co _	27	31	57,9357528(13)	70,86(6) zile	β +	58 Fe	2+
58m1Co _	24,95(6) keV			9.04(11) h	IP	58Co _	5+
58m2Co _	53,15(7) keV			10.4(3) µs			4+
59Co _	27	32	58,9331950(7)	grajd			7/2−	1,0000
60Co _	27	33	59,9338171(7)	5,2713(8) ani	β - , γ	60 Ni	5+
60m co	58,59(1) keV			10,467(6) min	IP (99,76%)	60Co _	2+
					β − (0,24%)	60 Ni
61Co _	27	34	60,9324758(10)	1.650(5) h	β −	61 Ni	7/2−
62Co _	27	35	61,934051(21)	1,50(4) min	β −	62 Ni	2+
62mCo _	22(5) keV			13,91(5) min	β - (99%)	62 Ni	5+
					IP (1%)	62Co _
63Co _	27	36	62,933612(21)	26.9(4) art	β −	63 Ni	7/2−
64Co _	27	37	63,935810(21)	0,30(3) s	β −	64 Ni	1+
65Co _	27	38	64,936478(14)	1.20(6) art	β −	65 Ni	(7/2)
66Co _	27	39	65,93976(27)	0.18(1) s	β −	66 Ni	(3+)
66m1Co _	175(3) keV			1.21(1) µs			(5+)
66m2Co _	642(5) keV			>100 µs			(opt-)
67Co _	27	40	66,94089(34)	0,425(20) s	β −	67 Ni	(7/2−)#
68Co _	27	41	67,94487(34)	0,199(21) art	β −	68 Ni	(7-)
68m Co	150(150)# keV			1.6(3) s			(3+)
69Co _	27	42	68,94632(36)	227(13) ms	β − (>99,9%)	69 Ni	7/2−#
					β − , n (<.1%)	68 Ni
70Co _	27	43	69,9510(9)	119(6) ms	β − (>99,9%)	70 Ni	(6-)
					β − , n (<.1%)	69 Ni
70m co	200(200)# keV			500(180) ms			(3+)
71Co _	27	44	70,9529(9)	97(2) ms	β − (>99,9%)	71 Ni	7/2−#
					β − , n (<.1%)	70 Ni
72Co _	27	45	71,95781(64)#	62(3) ms	β − (>99,9%)	72 Ni	(6-,7-)
					β − , n (<.1%)	71 Ni
73Co _	27	46	72,96024(75)#	41(4) ms			7/2−#
74Co _	27	47	73,96538(86)#	50# ms [>300 ns]			0+
75Co _	27	48	74,96833(86)#	40# ms [>300 ns]			7/2−#

Explicații la tabel

• Abundența de izotopi este dată pentru majoritatea probelor naturale.

• Indicii 'm', 'n', 'p' (lângă simbol) denotă stările izomerice excitate ale nuclidului.

• Simbolurile îngroșate indică produse de degradare stabile.

• Valorile marcate cu un hash (#) nu sunt derivate numai din datele experimentale, ci sunt (cel puțin parțial) estimate din tendințele sistematice ale nuclizilor vecini (cu aceleași rapoarte Z și N ). Rotirea incertitudinii și/sau valorile de paritate sunt incluse în paranteze.

• Incertitudinea este dată ca un număr între paranteze, exprimat în unități ale ultimei cifre semnificative, înseamnă o abatere standard (cu excepția abundenței și a masei atomice standard a unui izotop conform datelor IUPAC , pentru care este o definiție mai complexă a incertitudinii). folosit). Exemple: 29770,6(5) înseamnă 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) înseamnă 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) înseamnă −2200,2 ± 1,8.

Note

1. ↑ Cobalt-57
2. ↑ L.E. Diaz. Cobalt-57: Utilizări . Izotopi de fizică JPNM . Universitatea Harvard . Consultat la 13 septembrie 2010. Arhivat din original la 12 decembrie 2012.  (nedefinit)
3. ↑ Generator etern
4. ↑ Date de la Wang M. , Audi G. , Kondev FG , Huang WJ , Naimi S. , Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). evaluarea datelor de intrare; și proceduri de ajustare  (engleză)  // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , iss. 3 . - P. 030002-1-030002-344 . - doi : 10.1088/1674-1137/41/3/030002 .
5. ↑ 1 2 Date bazate pe Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Evaluarea NUBASE a proprietăților nucleare și de dezintegrare  // Nuclear Physics A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - Cod biblic .

izotopi

unu 2                             3 patru 5 6 7 opt 9 zece unsprezece 12 13 paisprezece cincisprezece 16 17 optsprezece unu x H   x El 2 x Li x Fii   x B x C x N x O x F x Ne 3 x Na xMg _   x Al x Si x P x S xCl _ xAr _ patru x K x Ca   x Sc x Ti x V xCr _ xMn _ x Fe x Co x Ni x Cu xZn _ x Ga x Ge xAs _ x Se xBr _ xKr _ 5 xRb _ xSr _   x Y xZr _ xNb _ x Mo x Tc x Ru x Rh x Pd xAg _ x CD x In x Sn x Sb x Te x eu x Xe 6 x Cs x Ba x La x Ce x Pr xNd _ x Pm xSm _ xEu _ x Gd xTb _ xDy _ x Ho x Er x Tm x Yb x Lu x Hf x Ta x W x Re xOs _ xIr _ xPt _ xAu _ x Hg xTl _ xPb _ x Bi x Po x La xRn _ 7 xFr _ x Ra x Ac xTh _ xPa _ x U xNp _ x Pu x Am x cm xBk _ x Cf x Es xFm _ xMd _ x Nu xLr _ xRf _ xDb _ xSg _ x Bh x Hs x Mt xDs _ xRg _ x Cn xNh _ xFl _ x Mc xLv _ x Ts xOg _   Metale alcaline metale alcalino-pământoase Lantanide Actinide metale de tranziție metale ușoare Semimetale nemetale Halogeni gaze nobile Proprietăți necunoscute