Изотопи на кобалтот

Природното појавување на кобалт, Co, се состои од еден стабилен изотоп, Co (со тоа, кобалтот е мононуклиден елемент). Се карактеризираат 28 радиоизотопи; најстабилни се Co со полураспад од 5,2714 години, Co (271,811 дена), Co (77,236 дена) и Co (70,844 дена). Сите други изотопи имаат полураспад помал од 18 часа, а повеќето од нив имаат полураспад помал од 1 секунда. Овој елемент има и 19 мета состојби, од кои најстабилна е <sup>58m1</sup>Co со полураспад од 8,853 ч.
Изотопите на кобалтот се движат по атомска тежина од Co до Co. Главниот начин на распаѓање за изотопи со атомска маса помала од онаа на стабилниот изотоп, Co, е електронски зафат, а главниот начин на распаѓање за оние со повеќе од 59 атомски масивни единици е бета распаѓање. Главните распадни производи пред Co се изотопи на железо, а главните производи потоа се изотопи на никел.
Радиоизотопите можат да се произведат со различни јадрени реакции. На пример, Co се произведува со циклотрон зрачење на железо. Главната реакција е (d,n) реакцијата Fe + H → n + Co.
1 Список на изотопи
Co, 27, 23, 49.98112(14), 38.8(2) ms, β, p (70.5%), Mn, (6+)
β (29.5%), Fe
β, 2p?, Cr
Co, 27, 24, 50.970647(52), 68.8(19) ms, β (96.2%), Fe, 7/2−
β, p (<3.8%), Mn
Co, 27, 25, 51.9631302(57), 111.7(21) ms, β, Fe, 6+
β, p?, Mn
Co, 376(9) keV, 102(5) ms, β, Fe, 2+
ИП?, Co
β, p?, Mn
Co, 27, 26, 52.9542033(19), 244.6(28) ms, β, Fe, 7/2−#
Co, 3174.3(9) keV, 250(10) ms, β? (~98.5%), Fe, (19/2−)
p (~1.5%), Fe
Co, 27, 27, 53.94845908(38), 193.27(6) ms, β, Fe, 0+
Co, 197.57(10) keV, 1.48(2) min, β, Fe, 7+
Co, 27, 28, 54.94199642(43), 17.53(3) h, β, Fe, 7/2−
Co, 27, 29, 55.93983803(51), 77.236(26) d, β, Fe, 4+
Co, 27, 30, 56.93628982(55), 271.811(32) d, ЕЗ, Fe, 7/2−
Co, 27, 31, 57.9357513(12), 70.844(20) d, ЕЗ (85.21%), Fe, 2+
β (14.79%), Fe
Co, 24.95(6) keV, 8.853(23) h, ИП, Co, 5+
ЕЗ (0.00120%), Fe
Co, 53.15(7) keV, 10.5(3) μs, ИП, Co, 4+
Co, 27, 32, 58.93319352(43), Стабилен, 7/2−, 1.0000
Co, 27, 33, 59.93381554(43), 5.2714(6) y, β, Ni, 5+
Co, 58.59(1) keV, 10.467(6) min, ИП (99.75%), Co, 2+
β (0.25%), Ni
Co, 27, 34, 60.93247603(90), 1.649(5) h, β, Ni, 7/2−
Co, 27, 35, 61.934058(20), 1.54(10) min, β, Ni, (2)+
Co, 22(5) keV, 13.86(9) min, β (>99.5%), Ni, (5)+
ИП (<0.5%), Co
Co, 27, 36, 62.933600(20), 26.9(4) s, β, Ni, 7/2−
Co, 27, 37, 63.935810(21), 300(30) ms, β, Ni, 1+
Co, 107(20) keV, 300# ms, β?, Ni, 5+#
ИП?, Co
Co, 27, 38, 64.9364621(22), 1.16(3) s, β, Ni, (7/2)−
Co, 27, 39, 65.939443(15), 194(17) ms, β, Ni, (1+)
β, н?, Ni
Co, 175.1(3) keV, 824(22) ns, ИП, <sup>66</sup>Co, (3+)
Co, 642(5) keV, >100 μs, ИП, <sup>66</sup>Co, (8−)
Co, 27, 40, 66.9406096(69), 329(28) ms, β, Ni, (7/2−)
β, n?, Ni
Co, 491.55(11) keV, 496(33) ms, ИП (>80%), <sup>67</sup>Co, (1/2−)
β, <sup>67</sup>Ni
Co, 27, 41, 67.9445594(41), 200(20) ms, β, Ni, (7−)
β, n?, Ni
Co<ref>, 150(150)# keV, 1.6(3) s, β, Ni, (2−)
β, n (>2.6%), Ni
Co, 195(150)# keV, 101(10) ns, ИП, <sup>68</sup>Co, (1)
Co, 27, 42, 68.945909(92), 180(20) ms, β, Ni, (7/2−)
β, n?, Ni
Co, 170(90) keV, 750(250) ms, β, Ni, 1/2−#
Co, 27, 43, 69.950053(12), 508(7) ms, β, Ni, (1+)
β, n?, Ni
β, 2n?, Ni
Co, 200(200)# keV, 112(7) ms, β, Ni, (7−)
ИП?, Co
β, n?, Ni
β, 2n?, Ni
Co, 27, 44, 70.95237(50), 80(3) ms, β (97%), Ni, (7/2−)
β, n (3%), Ni
Co, 27, 45, 71.95674(32)#, 51.5(3) ms, β (<96%), Ni, (6−,7−)
β, n (>4%), Ni
β, 2n?, Ni
Co, 200(200)# keV, 47.8(5) ms, β, Ni, (0+,1+)
Co, 27, 46, 72.95924(32)#, 42.0(8) ms, β (94%), Ni, (7/2−)
β, n (6%), Ni
β, 2n?, Ni
Co, 27, 47, 73.96399(43)#, 31.3(13) ms, β (82%), Ni, 7−#
β, n (18%), Ni
β, 2n?, Ni
Co, 27, 48, 74.96719(43)#, 26.5(12) ms, β (>84%), Ni, 7/2−#
β, n (<16%), Ni
β, 2n?, Ni
Co, 27, 49, 75.97245(54)#, 23(6) ms, β, Ni, (8−)
β, n?, Ni
β, 2n?, Ni
Co, 100(100)# keV, 16(4) ms, β, Ni, (1−)
Co, 740(100)# keV, 2.99(27) μs, ИП, Co, (3+)
Co, 27, 50, 76.97648(64)#, 15(6) ms, β, Ni, 7/2−#
β, n?, Ni
β, 2n?, Ni
β, 3n?, Ni
Co, 27, 51, 77.983 55(75)#, 11# ms[>410 ns], β?, Ni
2 Ѕвездена нуклеосинтеза на кобалт-56
Една од топлинските јадрени реакции во ѕвездите пред суперновата произведува <sup>56</sup>Ni. По неговото производство, <sup>56</sup>Ni се распаѓа на <sup>56</sup>Co, а потоа <sup>56</sup>Co последователно се распаѓа на <sup>56</sup>Fe. Овие распадни реакции ја напојуваат сјајноста прикажана во светлинските криви. И распаднатите светлински криви и на радиоактивното распаѓање се очекува да бидат експоненцијални. Затоа, кривата на светлинските криви треба да даде индикација за јадрените реакции што ја напојуваат. Ова е потврдено со набљудување на болометриските криви на распаѓање на светлината за SN 1987A. Помеѓу 600 и 800 дена откако се случил SN1987A, кривата на болометриската светлина се намалила со експоненцијална стапка со вредности на полураспад од τ <sub>1/2</sub> = 68,6 дена до τ <sub>1/2</sub> = 69,6 дена. Стапката со која се намалила осветленоста тесно се совпаѓала со експоненцијалното распаѓање од <sup>56</sup>Co со полураспад од τ <sub>1/2</sub> = 77,233 дена.
3 Употреба на кобалтни радиоизотопи во медицината
Кобалт-57 (Co или Co-57) се употребува во медицински тестови; се користи како радиоознака за внесување на витамин Б. Тоа е корисно за Шилинг тестот.
Кобалт-60 (Co или Co-60) се користи во радиотерапија. Тој произведува два гама зраци со енергија од 1,17 MeV и 1,33 MeV. Изворот Co е со пречник од околу 2 cm и како резултат на тоа создава геометриска полувумбра, што го прави нејасно работ на полето на зрачење. Металот има несреќна навика да произведува ситна прашина, што предизвикува проблеми со заштитата од радијација. Изворот Co е корисен околу 5 години, но дури и по овој момент е сè уште многу радиоактивен, па затоа кобалтните машини паднале од употреба во западниот свет.
4 Индустриска употреба на радиоактивни изотопи
Кобалт-60 (Co) е корисен како извор на гама зраци бидејќи може да се произведе во предвидливи количини и поради неговата висока радиоактивност едноставно со изложување на природниот кобалт на неутрони во реакторот. Употребата на индустрискиот кобалт вклучува:
* Стерилизација на медицински материјали и медицински отпад
* Радијационен третман на храна за стерилизација (ладна пастеризација ) * Индустриска радиографија (на пример, радиографија со интегритет на заварот)
* Мерења на густина (на пр. мерења на густина на бетон)
Co се користи како извор во Месбауерова спектроскопија на примероците што содржат железо. Електронскиот зафат од Co формира возбудена состојба на јадрото Fe, кое пак се распаѓа до основната состојба со емисија на гама зраци. Мерењето на спектарот на гама-зраци дава информации за хемиската состојба на атомот на железо во примерокот.