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[1]

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.[2]

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)[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: Izoméria
  2. ↑ A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve

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

  1. ↑ L. E. Diaz: Cobalt-57: Production. JPNM Physics Isotopes. University of Harvard. [2000. október 31-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2013. november 15.)
  2. ↑ L. E. Diaz: Cobalt-57: Uses. JPNM Physics Isotopes. University of Harvard. [2011. június 11-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2010. szeptember 13.)
  3. ↑ http://www.nucleonica.net/unc.aspx
  • Izotóptömegek:
    • G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). „The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)  
  • 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. o. DOI:10.1351/pac200375060683.  
    • M. E. Wieser (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)”. Pure and Applied Chemistry 78 (11), 2051–2066. o. DOI:10.1351/pac200678112051. Laikus összefoglaló 
  • 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”. Nuclear Physics A 729, 3–128. o. [2008. szeptember 23-i dátummal az eredetiből archiválva]. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. (Hozzáférés: 2008. szeptember 23.)  
    • National Nuclear Data Center: NuDat 2.1 database. Brookhaven National Laboratory. (Hozzáférés: 2005. szeptember 1.)
    • 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

  • Kémia Kémiaportál • összefoglaló, színes tartalomajánló lap