A kobalt izotópjai

A természetben a kobaltnak (Co) egy stabil izotópja, a ⁵⁹Co létezik. Ezenkívül 28 mesterségesen előállítható 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

Standard atomtömeg: 58,933195(5) u

A kobalt radioizotópjainak gyógyászati felhasználása

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.

A radioaktív izotópok ipari alkalmazása

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

nuklid jele	Z(p)	N(n)	izotóptömeg (u)	felezési idő	bomlási mód(ok)	leány- izotóp(ok)	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−#

Megjegyzések

• 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

• Izotóptömegek:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 2008. szeptember 23. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2008. szeptember 23..{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
• Izotópösszetétel és standard atomtömegek:
  • J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). "Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 75 (6): 683–800. doi:10.1351/pac200375060683.{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  • M. E. Wieser (2006). "Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)". Pure and Applied Chemistry. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351/pac200678112051. {{cite journal}}: Unknown parameter |laysummary= ignored (súgó)
• A felezési időkre, a spinekre és az izomer adatokra vonatkozó információk az alábbi forrásokból származnak:
  • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). "The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties" (PDF). Nuclear Physics A. 729: 3–128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. 2008. szeptember 23. dátummal az eredeti (PDF) címről archiválva. Hozzáférés: 2008. szeptember 23..{{cite journal}}: CS1 karbantartás: több név: szerzőfelsorolás (link)
  • National Nuclear Data Center. "NuDat 2.1 database". Brookhaven National Laboratory. Hozzáférés: September 2005. {{cite web}}: Check date values in: |accessdate= (súgó)
  • David R. Lide (ed.), orman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.

Fordítás

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. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.

A vas izotópjai	A kobalt izotópjai	A nikkel izotópjai
Izotópok listája