A kobalt izotópjai

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A természetben megtalálható kobalt (Co) 1 stabil izotópból, 59Co-ből áll. 28 radioizotópját írták le, ezek közül a legstabilabb a 60Co, felezési ideje 5,2714 év, a 57Co (felezési ideje 271,7 nap), a 56Co (77,27 nap) és a 58Co (70,86 nap). A többi radioaktív izotóp felezési ideje nem éri el a 18 órát, többségüké 1 másodpercnél is rövidebb. 11 metastabil magizomerje van, ezek felezési ideje 15 percnél rövidebb.

Az ismert kobaltizotópok tömegszáma a 47–75 tartományba esik. A 59Co-nél könnyebbek izotópok elsősorban elektronbefogással bomlanak, melynek során vas keletkezik; a nehezebbek főként béta-bomlást szenvednek, és nikkellé alakulnak át.

Radioaktív izotópokat többféle magreakcióval is elő lehet állítani. A 57Co-et például vas ciklotronban történő besugárzásával állítják elő. A fő reakció a (d,n) magreakció:

56Fe + 2H → n + 57Co[1]

Standard atomtömeg: 58,933195(5) u

A kobalt radioizotópjainak gyógyászati felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kobalt-60 (Co-60 vagy 60Co) radioaktív fém, melyet a sugárkezelésben alkalmaznak. Két gamma-sugarat bocsát ki, ezek energiája 1,17 és 1,33 MeV. A 60Co sugárforrás nem pontszerű – az átmérője mintegy 2 cm –, emiatt a sugárnyaláb széle kissé elkenődött (sugárzási félárnyék). A fém kellemetlen tulajdonsága, hogy finom por képzésére hajlamos, ami megnehezíti a sugárvédelmet. A 60Co forrás mintegy 5 évig használható, de még ekkor is rendkívül erősen radioaktív, emiatt nyugaton a kobaltágyúkkal szemben a lineáris gyorsítókat részesítik előnyben.

A kobalt-57-et orvosdiagnosztikai vizsgálatok során alkalmazzák a B12-vitamin nyomjelzésére, melyet a Schilling-tesztben használnak.[2]

A radioaktív izotópok ipari alkalmazása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kobalt-60 (Co-60 vagy 60Co) jól használható gamma-sugárforrás, mivel – jól tervezhető mennyiségben, nagy aktivitású formában – egyszerűen előállítható, ha a természetes kobaltot reaktorban adott ideig neutronokkal sugározzák be. Felhasználják:

  • orvosi eszközök és hulladék sterilizálására
  • élelmiszerek gamma-sterilezésére (hideg pasztörizálás)
  • ipari radiográfiához (például hegesztések épségének ellenőrzésére)
  • sűrűségmérésekhez (például a beton sűrűségének mérésére) és
  • tartályok töltöttségi szintjének ellenőrzésére


Táblázat[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

nuklid
jele
Z(p) N(n)  
izotóptömeg (u)
 
felezési idő bomlási
mód(ok)[3][m 1]
leány-
izotóp(ok)[m 2]
magspin jellemző
izotóp-
összetétel
(móltört)
természetes
ingadozás
(móltört)
gerjesztési energia
47Co 27 20 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%) 48Fe 7/2−#
β+ (<0,1%) 49Fe
50Co 27 23 49,98154(18)# 44(4) ms β+, p (54%) 49Mn (6+)
β+ (46%) 50Fe
51Co 27 24 50,97072(16)# 60# ms [>200 ns] β+ 51Fe 7/2−#
52Co 27 25 51,96359(7)# 115(23) ms β+ 52Fe (6+)
52mCo 380(100)# keV 104(11)# ms β+ 52Fe 2+#
IT 52Co
53Co 27 26 52,954219(19) 242(8) ms β+ 53Fe 7/2−#
53mCo 3197(29) keV 247(12) ms β+ (98,5%) 53Fe (19/2−)
p (1,5%) 52Fe
54Co 27 27 53,9484596(8) 193,28(7) ms β+ 54Fe 0+
54mCo 197,4(5) keV 1,48(2) perc β+ 54Fe (7)+
55Co 27 28 54,9419990(8) 17,53(3) óra β+ 55Fe 7/2−
56Co 27 29 55,9398393(23) 77,233(27) nap β+ 56Fe 4+
57Co 27 30 56,9362914(8) 271,74(6) nap EC 57Fe 7/2−
58Co 27 31 57,9357528(13) 70,86(6) nap β+ 58Fe 2+
58m1Co 24,95(6) keV 9,04(11) óra IT 58Co 5+
58m2Co 53,15(7) keV 10,4(3) µs 4+
59Co 27 32 58,9331950(7) Stabil 7/2− 1,0000
60Co 27 33 59,9338171(7) 5,2713(8) év β 60Ni 5+
60mCo 58,59(1) keV 10,467(6) perc IT (99,76%) 60Co 2+
β- (0,24%) 60Ni
61Co 27 34 60,9324758(10) 1,650(5) óra β 61Ni 7/2−
62Co 27 35 61,934051(21) 1,50(4) perc β 62Ni 2+
62mCo 22(5) keV 13,91(5) perc β (99%) 62Ni 5+
IT (1%) 62Co
63Co 27 36 62,933612(21) 26,9(4) s β 63Ni 7/2−
64Co 27 37 63,935810(21) 0,30(3) s β 64Ni 1+
65Co 27 38 64,936478(14) 1,20(6) s β 65Ni (7/2)−
66Co 27 39 65,93976(27) 0,18(1) s β 66Ni (3+)
66m1Co 175(3) keV 1,21(1) µs (5+)
66m2Co 642(5) keV >100 µs (8−)
67Co 27 40 66,94089(34) 0,425(20) s β 67Ni (7/2−)#
68Co 27 41 67,94487(34) 0,199(21) s β 68Ni (7−)
68mCo 150(150)# keV 1,6(3) s (3+)
69Co 27 42 68,94632(36) 227(13) ms β (>99,9%) 69Ni 7/2−#
β, n (<0,1%) 68Ni
70Co 27 43 69,9510(9) 119(6) ms β (>99,9%) 70Ni (6−)
β, n (<0,1%) 69Ni
70mCo 200(200)# keV 500(180) ms (3+)
71Co 27 44 70,9529(9) 97(2) ms β (>99,9%) 71Ni 7/2−#
β, n (<0,1%) 70Ni
72Co 27 45 71,95781(64)# 62(3) ms β (>99,9%) 72Ni (6−,7−)
β, n (<0,1%) 71Ni
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−#
  1. Rövidítések:
    EC: Elektronbefogás
    IT: Izomer átmenet
  2. A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve

Megjegyzések[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • A # jel a nem kizárólag kísérletekből, hanem részben szisztematikus trendekből származó értéket jelöl. A nem kellő megalapozottsággal asszignált spinek zárójelben szerepelnek.
  • A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, kivéve, ahol az izotóp-összetételt és standard atomtömeget a IUPAC nagyobb bizonytalansággal adja csak meg.
  • A nuklidok tömegének forrása a IUPAP Commission on Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and Fundamental Constants (SUNAMCO)
  • Az izotópok előfordulási gyakoriságának forrása a IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights

Hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. L. E. Diaz: Cobalt-57: Production. JPNM Physics Isotopes. University of Harvard. (Hozzáférés: 2013. november 15.)
  2. L. E. Diaz: Cobalt-57: Uses. JPNM Physics Isotopes. University of Harvard. (Hozzáférés: 2010. szeptember 13.)
  3. http://www.nucleonica.net/unc.aspx

Fordítás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotopes of cobalt című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

A vas izotópjai A kobalt izotópjai A nikkel izotópjai
Izotópok listája