Изотопы кобальта
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Стандартный атомный вес A r ° (co) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Натуральный кобальт , CO, состоит из одного стабильного изотопа , 59 CO (таким образом, кобальт является мононукличным элементом). двадцать восемь радиоизотопов Было охарактеризовано ; самые стабильные 60 CO с периодом полураспада 5,2714 года, 57 CO (271,811 дней), 56 CO (77,236 дней), и 58 Ко (70,844 дня). Все остальные изотопы имеют период полураспада менее 18 часов, и большинство из них имеют период полураспада менее 1 секунды. Этот элемент также имеет 19 мета -состояния , из которых наиболее стабильно 58m1 CO с периодом полураспада 8,853 часа.
Изотопы кобальтового диапазона в атомном весе от 50 Что это такое 78 Co. Основной режим распада для изотопов с атомной массой меньше, чем у стабильного изотопа, 59 CO, это захват электронов , и основной режим распада для более 59 единиц атомной массы - бета -распад . Основные продукты распада перед 59 CO - это железные изотопы, а основными продуктами являются никеля изотопы .
Радиоизотопы могут быть получены различными ядерными реакциями . Например, 57 CO производится циклотронным облучением железа. Основной реакцией является (d, n) реакция 56 Fe + 2 H → N + 57 Комплект [ 4 ]
Список изотопов
[ редактировать ]Нуклид [ n 1 ] |
С | Не | Изотопная масса ( И ) [ 5 ] [ N 2 ] [ n 3 ] |
Период полураспада [ 1 ] [ N 4 ] |
Разлагаться режим [ 1 ] [ n 5 ] |
Дочь изотоп [ n 6 ] |
Спин и паритет [ 1 ] [ n 7 ] [ N 4 ] |
Изотопический избыток | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Энергия возбуждения [ N 4 ] | |||||||||||||||||||
50 Сопутствующий | 27 | 23 | 49.98112(14) | 38,8 (2) мс | беременный + , P (70,5%) | 49 Мнжен | (6+) | ||||||||||||
беременный + (29.5%) | 50 Фей | ||||||||||||||||||
беременный + , 2p? | 48 Мнжен | ||||||||||||||||||
51 Сопутствующий | 27 | 24 | 50.970647(52) | 68,8 (19) MS | беременный + (96.2%) | 51 Фей | 7/2− | ||||||||||||
беременный + , P (<3,8%) | 50 Мнжен | ||||||||||||||||||
52 Сопутствующий | 27 | 25 | 51.9631302(57) | 111.7 (21) MS | беременный + | 52 Фей | 6+ | ||||||||||||
беременный + , p? | 51 Мнжен | ||||||||||||||||||
52 м Сопутствующий | 376 (9) Опыт | 102 (5) MS | беременный + | 52 Фей | 2+ | ||||||||||||||
ЭТО ? | 52 Сопутствующий | ||||||||||||||||||
беременный + , p? | 51 Мнжен | ||||||||||||||||||
53 Сопутствующий | 27 | 26 | 52.9542033(19) | 244.6 (28) MS | беременный + | 53 Фей | 7/2−# | ||||||||||||
53 м Сопутствующий | 3174.3 (9) Социальный | 250 (10) MS | беременный + ? (~98.5%) | 53 Фей | (19/2−) | ||||||||||||||
P (~ 1,5%) | 52 Фей | ||||||||||||||||||
54 Сопутствующий | 27 | 27 | 53.94845908(38) | 193.27 (6) MS | беременный + | 54 Фей | 0+ | ||||||||||||
54 м Сопутствующий | 197,57 (10) Метод | 1,48 (2) мин | беременный + | 54 Фей | 7+ | ||||||||||||||
55 Сопутствующий | 27 | 28 | 54.94199642(43) | 17,53 (3) ч | беременный + | 55 Фей | 7/2− | ||||||||||||
56 Сопутствующий | 27 | 29 | 55.93983803(51) | 77.236 (26) d | беременный + | 56 Фей | 4+ | ||||||||||||
57 Сопутствующий | 27 | 30 | 56.93628982(55) | 271.811 (32) d | ЕС | 57 Фей | 7/2− | ||||||||||||
58 Сопутствующий | 27 | 31 | 57.9357513(12) | 70.844 (20) d | ЕС (85,21%) | 58 Фей | 2+ | ||||||||||||
беременный + (14.79%) | 58 Фей | ||||||||||||||||||
58m1 Сопутствующий | 24,95 (6) Опыт | 8,853 (23) h | ЭТО | 58 Сопутствующий | 5+ | ||||||||||||||
ЕС (0,00120%) | 58 Фей | ||||||||||||||||||
58m2 Сопутствующий | 53,15 (7) Опыт | 10,5 (3) μs | ЭТО | 58 Сопутствующий | 4+ | ||||||||||||||
59 Сопутствующий | 27 | 32 | 58.93319352(43) | Стабильный | 7/2− | 1.0000 | |||||||||||||
60 Сопутствующий | 27 | 33 | 59.93381554(43) | 52714 (6) и | беременный − | 60 В | 5+ | ||||||||||||
60 м Сопутствующий | 58.59 (1) Опыт | 10.467 (6) мин | Это (99,75%) | 60 Сопутствующий | 2+ | ||||||||||||||
беременный − (0.25%) | 60 В | ||||||||||||||||||
61 Сопутствующий | 27 | 34 | 60.93247603(90) | 1,649 (5) ч | беременный − | 61 В | 7/2− | ||||||||||||
62 Сопутствующий | 27 | 35 | 61.934058(20) | 1,54 (10) мин | беременный − | 62 В | (2)+ | ||||||||||||
62 м Сопутствующий | 22 (5) Опыт | 13,86 (9) мин | беременный − (> 99,5%) | 62 В | (5)+ | ||||||||||||||
Это (<0,5%) | 62 Сопутствующий | ||||||||||||||||||
63 Сопутствующий | 27 | 36 | 62.933600(20) | 26,9 (4) с | беременный − | 63 В | 7/2− | ||||||||||||
64 Сопутствующий | 27 | 37 | 63.935810(21) | 300 (30) мс | беременный − | 64 В | 1+ | ||||||||||||
64 м Сопутствующий | 107 (20) Опыт | 300# MS | беременный − ? | 64 В | 5+# | ||||||||||||||
ЭТО? | 64 Сопутствующий | ||||||||||||||||||
65 Сопутствующий | 27 | 38 | 64.9364621(22) | 1.16 (3) с | беременный − | 65 В | (7/2)− | ||||||||||||
66 Сопутствующий | 27 | 39 | 65.939443(15) | 194 (17) MS | беременный − | 66 В | (1+) | ||||||||||||
беременный − , n ? | 65 В | ||||||||||||||||||
66m1 Сопутствующий | 175.1 (3) Метод | 824 (22) нс | ЭТО | 66 Сопутствующий | (3+) | ||||||||||||||
66m2 Сопутствующий | 642 (5) Опыт | > 100 мкс | ЭТО | 66 Сопутствующий | (8−) | ||||||||||||||
67 Сопутствующий | 27 | 40 | 66.9406096(69) | 329 (28) MS | беременный − | 67 В | (7/2−) | ||||||||||||
беременный − , n? | 66 В | ||||||||||||||||||
67м Сопутствующий | 491,55 (11) | 496 (33) MS | Это (> 80%) | 67 Сопутствующий | (1/2−) | ||||||||||||||
беременный − | 67 В | ||||||||||||||||||
68 Сопутствующий | 27 | 41 | 67.9445594(41) | 200 (20) MS | беременный − | 68 В | (7−) | ||||||||||||
беременный − , n? | 67 В | ||||||||||||||||||
68m1 Сопутствующий [ n 8 ] | 150 (150) # рейтинги | 1.6 (3) с | беременный − | 68 В | (2−) | ||||||||||||||
беременный − , n (> 2,6%) | 67 В | ||||||||||||||||||
68m2 Сопутствующий | 195 (150) # опыт | 101 (10) нс | ЭТО | 68 Сопутствующий | (1) | ||||||||||||||
69 Сопутствующий | 27 | 42 | 68.945909(92) | 180 (20) MS | беременный − | 69 В | (7/2−) | ||||||||||||
беременный − , n? | 68 В | ||||||||||||||||||
69м Сопутствующий [ n 8 ] | 170 (90) Опыт | 750 (250) MS | беременный − | 69 В | 1/2−# | ||||||||||||||
70 Сопутствующий | 27 | 43 | 69.950053(12) | 508 (7) MS | беременный − | 70 В | (1+) | ||||||||||||
беременный − , n? | 69 В | ||||||||||||||||||
беременный − , 2n? | 68 В | ||||||||||||||||||
70 м Сопутствующий [ n 8 ] | 200 (200) # Рейтинги | 112 (7) MS | беременный − | 70 В | (7−) | ||||||||||||||
ЭТО? | 70 Сопутствующий | ||||||||||||||||||
беременный − , n? | 69 В | ||||||||||||||||||
беременный − , 2n? | 68 В | ||||||||||||||||||
71 Сопутствующий | 27 | 44 | 70.95237(50) | 80 (3) MS | беременный − (97%) | 71 В | (7/2−) | ||||||||||||
беременный − , n (3%) | 70 В | ||||||||||||||||||
72 Сопутствующий | 27 | 45 | 71.95674(32)# | 51,5 (3) мс | беременный − (<96%) | 72 В | (6−,7−) | ||||||||||||
беременный − , n (> 4%) | 71 В | ||||||||||||||||||
беременный − , 2n? | 70 В | ||||||||||||||||||
72 м Сопутствующий [ n 8 ] | 200 (200) # Рейтинги | 47,8 (5) мс | беременный − | 72 В | (0+,1+) | ||||||||||||||
73 Сопутствующий | 27 | 46 | 72.95924(32)# | 42,0 (8) мс | беременный − (94%) | 73 В | (7/2−) | ||||||||||||
беременный − , n (6%) | 72 В | ||||||||||||||||||
беременный − , 2n? | 71 В | ||||||||||||||||||
74 Сопутствующий | 27 | 47 | 73.96399(43)# | 31.3 (13) MS | беременный − (82%) | 74 В | 7−# | ||||||||||||
беременный − , n (18%) | 73 В | ||||||||||||||||||
беременный − , 2n? | 72 В | ||||||||||||||||||
75 Сопутствующий | 27 | 48 | 74.96719(43)# | 26,5 (12) MS | беременный − (> 84%) | 75 В | 7/2−# | ||||||||||||
беременный − , n (<16%) | 74 В | ||||||||||||||||||
беременный − , 2n? | 73 В | ||||||||||||||||||
76 Сопутствующий | 27 | 49 | 75.97245(54)# | 23 (6) MS | беременный − | 76 В | (8−) | ||||||||||||
беременный − , n? | 75 В | ||||||||||||||||||
беременный − , 2n? | 74 В | ||||||||||||||||||
76m1 Сопутствующий [ n 8 ] | 100 (100) # Путь | 16 (4) MS | беременный − | 76 В | (1−) | ||||||||||||||
76m2 Сопутствующий | 740 (100) # Метод | 2.99 (27) μs | ЭТО | 76 Сопутствующий | (3+) | ||||||||||||||
77 Сопутствующий | 27 | 50 | 76.97648(64)# | 15 (6) MS | беременный − | 77 В | 7/2−# | ||||||||||||
беременный − , n? | 76 В | ||||||||||||||||||
беременный − , 2n? | 75 В | ||||||||||||||||||
беременный − , 3n? | 74 В | ||||||||||||||||||
78 Сопутствующий | 27 | 51 | 77.983 55(75)# | 11# MS [> 410 нс] |
беременный − ? | 78 В | |||||||||||||
Этот заголовок и нижний колонтитул таблицы: |
- ^ м CO - возбужденный ядерный изомер .
- ^ () - Неопределенность (1 σ ) приведена в краткой форме в скобках после соответствующих последних цифр.
- ^ # - атомная масса, отмеченная #: значение и неопределенность, полученные не из чисто экспериментальных данных, но, по крайней мере, отчасти от тенденций с массовой поверхности (TMS).
- ^ Jump up to: а беременный в # - Значения, отмеченные #, не являются исключительно из экспериментальных данных, но, по крайней мере, частично от тенденций соседних нукли (TNN).
- ^
Способы распада:
ЕС: Электронный захват ЭТО: Изомерный переход n: Нейтронный выброс П: Протоновый выброс - ^ Смелый символ как дочь - дочерний продукт стабилен.
- ^ () Значение спина - указывает на спин со слабыми аргументами назначения.
- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Порядок основного состояния и изомера неопределен.
Звездный нуклеосинтез кобальта-56
[ редактировать ]Одна из терминальных ядерных реакций в звездах до сверхновой выпуска 56 Нити После его производства, 56 Ни распадается до 56 CO, а затем 56 Впоследствии CO распадается 56 Фей Эти реакции распада питают светимость, отображаемая на кривых затухания света . Ожидается , что и кривые распада света, и кривые радиоактивного распада будут экспоненциальными. Следовательно, кривая распада света должна указывать на ядерные реакции, питающие его. Это было подтверждено наблюдением о болометрических кривых распада света для SN 1987a . Через 600 и 800 дней после произошла SN1987A, кривая болометрического света уменьшалась с экспоненциальной скоростью со значениями полужижи от τ 1/2 = 68,6 дня до τ 1/2 = 69,6 дня. [ 6 ] Скорость, с которой светимость уменьшилась, близко соответствовала экспоненциальному распаду 56 Co с периодом полураспада τ 1/2 = 77,233 дня.
Использование кобальтовых радиоизотопов в медицине
[ редактировать ]Кобальт-57 ( 57 CO или CO-57) используется в медицинских испытаниях; Он используется в качестве радиовязи для поглощения витамина B 12 . Это полезно для теста Шиллинга . [ 7 ]
Кобальт-60 ( 60 CO или CO-60) используется в лучевой терапии . Он производит два гамма -луча с энергией 1,17 МэВ и 1,33 МэВ. А 60 Источник CO составляет около 2 см в диаметре , и в результате создается геометрическая полутбра , что делает край излучения поля радиации . Металл имеет печальную привычку производить тонкую пыль, вызывая проблемы с радиационной защитой. А 60 Количество источник полезна в течение примерно 5 лет, но даже после того, как этот момент все еще очень радиоактивный, и поэтому кобальтовые машины упали из -за предположения в западном мире, где LINAC распространены .
Промышленное использование радиоактивных изотопов
[ редактировать ]Кобальт-60 ( 60 CO) полезен в качестве источника гамма -лучей, потому что он может быть произведен в предсказуемых количествах, и для его высокой радиоактивности , просто подвергая естественного кобальта нейтронам в реакторе. [ 8 ] Использование для промышленного кобальта включает в себя:
- Стерилизация медикаментов и медицинских отходов
- Радиационная обработка пищевых продуктов для стерилизации (холодная пастеризация ) [ 9 ]
- Промышленная рентгенография (например, рентгенограммы целостности сварки)
- Измерения плотности (например, измерения плотности бетона)
- Выключатели высоты заполнения бака
57 CO используется в качестве источника в спектроскопии Mössbauer образцов, содержащих железо. Электронный захват 57 СО формирует возбужденное состояние 57 Ядро Fe, которое, в свою очередь, распадается в основное состояние с выбросом гамма -лучей. Измерение спектра гамма-излучения предоставляет информацию о химическом состоянии атома железа в образце.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а беременный в дюймовый Kondev, FG; Ван, М.; Хуан, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). «Оценка ядерных свойств Nubase2020» (PDF) . Китайская физика c . 45 (3): 030001. DOI : 10.1088/1674-1137/Abddae .
- ^ «Стандартные атомные веса: кобальт» . Ciaaw . 2017.
- ^ Прохаска, Томас; Irrgeher, Johanna; Благосостояние, Жаклин; Böhlke, John K.; Чессон, Лесли А.; Коплен, Тайлер Б.; Ding, наконечник; Данн, Филипп Дж.Х.; Грёнинг, Манфред; Холден, Норман Э.; Meijer, Harro AJ (2022-05-04). «Стандартные атомные веса элементов 2021 (технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . doi : 10.1515/pac-2019-0603 . ISSN 1365-3075 .
- ^ Диас, Ле "Кобальт-57: Производство" . Изотопы физики JPNM . Гарвардский университет . Архивировано из оригинала 2000-10-31 . Получено 2013-11-15 .
- ^ Ван, Мэн; Хуан, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Найми С. (2021). «Оценка атомной массы AME 2020 (II). Таблицы, графики и ссылки*». Китайская физика c . 45 (3): 030003. DOI : 10.1088/1674-1137/Abddaf .
- ^ Bouchet, P.; Данцигер, IJ; Люси, LB (сентябрь 1991). «Болометрическая кривая света SN 1987a: Результаты с 616 по 1316 год после вспышки» . Астрономический журнал . 102 (3): 1135–1146 - через систему данных астрофизики.
- ^ Диас, Ле "Кобальт-57: использует" . Изотопы физики JPNM . Гарвардский университет . Архивировано из оригинала 2011-06-11 . Получено 2010-09-13 .
- ^ «Свойства кобальта-60» . Радиоактивные изотопы . Получено 2022-12-09 .
- ^ «Полезное использование кобальта-60» . Международная ассоциация облучения . Получено 2022-12-09 .
- Изотопные массы от:
- Audi, Жорж; Берсильон, Оливье; Блахто, Джин; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), «Оценка n Ubase ядерных и распадных свойств» , Ядерная физика A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003nupha.729 .... 3a , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Данные полураспада, спин и изомер, выбранные из следующих источников.
- Audi, Жорж; Берсильон, Оливье; Блахто, Джин; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), «Оценка n Ubase ядерных и распадных свойств» , Ядерная физика A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003nupha.729 .... 3a , doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11 .001
- Национальный центр ядерного обращения . «База данных Nudat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде Дэвид Р. (ред.). Справочник по химии и физике CRC (85 -е изд.). Бока Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9 .