Нуклиды с атомным номером 27, но с разными массовыми числами.
Встречающийся в природе кобальт ( 27 Co) состоит из одного стабильного изотопа 59 Co (таким образом, кобальт является мононуклидным элементом ). Охарактеризовано двадцать восемь радиоизотопов ; наиболее стабильными являются 60 Co с периодом полураспада 5,2714 года, 57 Co (271,8 сут), 56 Co (77,27 сут) и 58 Co (70,86 сут). Все остальные изотопы имеют период полураспада менее 18 часов, а у большинства из них период полураспада менее 1 секунды. Этот элемент также имеет 11 метасостояний , период полураспада каждого из которых составляет менее 15 минут.
Атомный вес изотопов кобальта варьируется от 47 Co до 75 Co. Основным способом распада изотопов с атомной массой меньше, чем у стабильного изотопа 59 Co, является захват электрона , а для изотопов с атомной массой более 59 основным способом распада является атомная единица массы – бета-распад . Основными продуктами распада до 59 Co являются изотопы железа , а после — изотопы никеля .
Радиоактивные изотопы могут быть получены в результате различных ядерных реакций . Например, 57 Co получают циклотронным облучением железа. Основной реакцией является (d,n)-реакция 56 Fe + 2 H → n + 57 Co. [4]
Список изотопов
- ^ m Co – Возбужденный ядерный изомер .
- ^ ( ) – Неопределенность (1 σ ) указывается в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - Атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность получены не на основе чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе трендов поверхности массы (TMS).
- ^ abc # - Значения, отмеченные #, получены не только на основе экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично на основе тенденций соседних нуклидов (TNN).
- ^
Способы распада:
- ^ Жирный символ в виде дочернего продукта — дочерний продукт стабилен.
- ^ ( ) значение вращения — указывает на вращение со слабыми аргументами присваивания.
Использование радиоизотопов кобальта в медицине.
Кобальт-57 ( 57 Co или Co-57) используется в медицинских тестах; он используется в качестве радиоактивной метки для поглощения витамина B 12 . Это полезно для теста Шиллинга . [5]
Кобальт-60 ( 60 Co или Co-60) 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 создает геометрическую полутень , делая край поля излучения размытым. Металл имеет печальную привычку выделять мелкую пыль, что вызывает проблемы с радиационной защитой. Источник 60 Co полезен в течение примерно 5 лет, но даже после этого момента он все еще очень радиоактивен, поэтому кобальтовые машины потеряли популярность в западном мире, где линейные ускорители распространены.
Промышленное использование радиоактивных изотопов
Кобальт-60 ( 60 Co) полезен в качестве источника гамма-излучения, поскольку его можно производить в предсказуемых количествах, а также из-за его высокой радиоактивности , просто подвергая природный кобальт воздействию нейтронов в реакторе. [6] Промышленный кобальт используется в следующих целях:
Кобальт-57 используется в качестве источника в мессбауэровской спектроскопии железосодержащих образцов. Захват электрона 57 Co образует возбужденное состояние ядра 57 Fe, которое, в свою очередь, распадается на основное состояние с испусканием гамма-квантов. Измерение спектра гамма-излучения дает информацию о химическом состоянии атома железа в образце.
Рекомендации
- ^ Кондев, ФГ; Ван, М.; Хуанг, WJ; Наими, С.; Ауди, Г. (2021). «Оценка ядерных свойств NUBASE2020» (PDF) . Китайская физика C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
- ^ «Стандартные атомные массы: кобальт». ЦИАВ . 2017.
- ^ Прохаска, Томас; Ирргехер, Йоханна; Бенефилд, Жаклин; Бёлке, Джон К.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Дин, Типинг; Данн, Филип Дж. Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Мейер, Харро Эй Джей (04 мая 2022 г.). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . doi : 10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
- ^ Диас, LE «Кобальт-57: Производство». JPNM Физические изотопы . Гарвардский университет . Архивировано из оригинала 31 октября 2000 г. Проверено 15 ноября 2013 г.
- ^ Диас, LE «Кобальт-57: Использование». JPNM Физические изотопы . Гарвардский университет . Архивировано из оригинала 11 июня 2011 г. Проверено 13 сентября 2010 г.
- ^ «Свойства кобальта-60». Радиоактивные изотопы . Проверено 9 декабря 2022 г.
- ^ «Полезное использование кобальта-60». МЕЖДУНАРОДНАЯ АССОЦИАЦИЯ ПО ОБЛУЧЕНИЮ . Проверено 9 декабря 2022 г.
- Массы изотопов из:
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), «Оценка NUBASE свойств ядра и распада», Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A, doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
- Изотопный состав и стандартные атомные массы из:
- де Лаэтер, Джон Роберт ; Бёлке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пейзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин-младший; Тейлор, Филип Д.П. (2003). «Атомные массы элементов. Обзор 2000 г. (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. дои : 10.1351/pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомные массы элементов 2005 г. (Технический отчет ИЮПАК)». Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. дои : 10.1351/pac200678112051 .
- «Новости и уведомления: пересмотренные стандартные атомные веса». Международный союз теоретической и прикладной химии . 19 октября 2005 г.
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Блашо, Жан; Вапстра, Аалдерт Хендрик (2003), «Оценка NUBASE свойств ядра и распада», Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729....3A, doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
- Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x». Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). Справочник CRC по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.