Isótopos de cobalto
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Los isótopos de cobalto son variedades del elemento químico cobalto con un número diferente de neutrones en el núcleo . Isótopos conocidos de cobalto con números de masa de 47 a 75 (número de protones 27, neutrones de 20 a 48) y 11 isómeros nucleares .
El cobalto natural es un elemento monoisotópico con el único isótopo estable 59Co .
El más longevo de los isótopos inestables del cobalto y que tiene importantes aplicaciones prácticas es el cobalto-60 con una vida media de 5,2714 años. Otros isótopos de vida más larga son el 57 Co con una vida media de 271,8 días, el 56 Co (77,27 días), el 58 Co (70,86 días). Otros isótopos tienen una vida media de menos de un día.
Para los isótopos con números de masa inferiores a 59, predominan la desintegración de positrones y la captura de electrones , siendo los isótopos de hierro núcleos hijos . Para isótopos con números de masa superiores a 59, predomina la desintegración beta , produciendo isótopos de níquel .
Cobalto-60
El cobalto-60 es una fuente de radiación gamma dura , tiene 2 líneas espectrales , 1173 y 1332 k eV . Obtenido por irradiación de neutrones de cobalto-59 natural en reactores nucleares. La vida media es de 5,27 años.
En la industria- esterilización de equipos y materiales médicos;
- esterilización de productos alimenticios con fines de conservación ( pasteurización en frío );
- radiografía (transmisión de piezas para detectar defectos durante los ensayos no destructivos);
- al medir la densidad de materias primas y materiales (por ejemplo, la densidad del hormigón );
- en medidores de nivel de materiales a granel y líquidos en búnkeres y tanques;
- para la calibración de espectrómetros y detectores de radiación gamma.
El cobalto-60 se puede usar para la radioterapia de tumores malignos al irradiar el área afectada del cuerpo a través de una máscara de sombra. Sin embargo, dichas fuentes son desplazadas por los aceleradores de partículas elementales, ya que, debido a las importantes dimensiones lineales del emisor de cobalto (~1 cm), es difícil dirigir el flujo de radiación desde él solo al tejido enfermo sin irradiar tejidos sanos.
Cobalto-57
El cobalto-57 es una fuente de radiación gamma suave, tiene líneas espectrales de 14, 122 y 136 keV. [1] Vida media 271,8 días, esquema de decaimiento por captura de electrones , isótopo hijo estable de hierro-57. Obtenido por irradiación con protones en un acelerador natural de níquel-58 según el esquema 58 Ni(p,2p) → 57 Co.
En ciencia y tecnología, las fuentes gamma basadas en este isótopo se utilizan para la calibración de equipos, la espectroscopia de Mössbauer y otros fines. En medicina se puede utilizar como parte del radiofármaco cianocobalamina (vitamina B 12 ) para estudiar el metabolismo del organismo y diagnosticar enfermedades asociadas a la absorción de esta vitamina ( test de Schilling) [2] .
Más de la mitad del consumo mundial de cobalto-57 se produce en Rusia. [3]
Tabla de isótopos de cobalto
| Símbolo de nucleido |
Z ( pag ) | N( n ) | Masa isotópica [4] ( a.u.m. ) |
Vida media [5] (T 1/2 ) |
Canal de descomposición | producto de descomposición | Spin y paridad del núcleo [5] |
La prevalencia del isótopo en la naturaleza. |
Gama de cambios en la abundancia isotópica en la naturaleza |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energía de excitación | |||||||||
| 47Co_ _ | 27 | veinte | 47.01149(54)# | 7/2−# | |||||
| 48Co_ _ | 27 | 21 | 48.00176(43)# | pags | 47 Fe _ | 6+# | |||
| 49Co_ _ | 27 | 22 | 48.98972(28)# | <35 ns | p (>99,9%) | 48 fe | 7/2−# | ||
| β + (<.1%) | 49 Fe _ | ||||||||
| 50Co _ | 27 | 23 | 49.98154(18)# | 44(4) ms | β + , p (54%) | 49 millones | (6+) | ||
| β + (46%) | 50Fe _ | ||||||||
| 51Co_ _ | 27 | 24 | 50.97072(16)# | 60# ms [>200 ns] | β + | 51 fe | 7/2−# | ||
| 52Co_ _ | 27 | 25 | 51.96359(7)# | 115(23)ms | β + | 52Fe _ | (6+) | ||
| 52m co | 380(100)# keV | 104(11)#ms | β + | 52Fe _ | 2+# | ||||
| IP | 52Co_ _ | ||||||||
| 53Co_ _ | 27 | 26 | 52.954219(19) | 242(8)ms | β + | 53Fe _ | 7/2−# | ||
| 53m co | 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 + | 54 fe | 0+ | ||
| 54m co | 197,4(5) keV | 1,48(2) minutos | β + | 54 fe | (7)+ | ||||
| 55Co _ | 27 | 28 | 54.9419990(8) | 17.53(3) hora | β + | 55 fe | 7/2− | ||
| 56Co_ _ | 27 | 29 | 55.9398393(23) | 77.233(27) días | β + | 56 Fe _ | 4+ | ||
| 57Co_ _ | 27 | treinta | 56.9362914(8) | 271,74(6) días | EZ | 57Fe _ | 7/2− | ||
| 58Co_ _ | 27 | 31 | 57.9357528(13) | 70,86(6) días | β + | 58Fe _ | 2+ | ||
| 58m1Co _ | 24,95(6) keV | 9.04(11)h | IP | 58Co_ _ | 5+ | ||||
| 58m2Co _ | 53,15(7) keV | 10,4(3) µs | 4+ | ||||||
| 59Co_ _ | 27 | 32 | 58.9331950(7) | estable | 7/2− | 1.0000 | |||
| 60Co _ | 27 | 33 | 59.9338171(7) | 5.2713(8) años | β- , γ | 60Ni _ | 5+ | ||
| 60m co | 58,59(1) keV | 10.467(6) min | PI (99,76%) | 60Co _ | 2+ | ||||
| β − (0,24 %) | 60Ni _ | ||||||||
| 61Co_ _ | 27 | 34 | 60.9324758(10) | 1.650(5) horas | β- _ | 61 Ni | 7/2− | ||
| 62Co_ _ | 27 | 35 | 61.934051(21) | 1,50(4) minutos | β- _ | 62 Ni | 2+ | ||
| 62mCo_ _ | 22(5) keV | 13.91(5) minutos | β - (99%) | 62 Ni | 5+ | ||||
| PI (1%) | 62Co_ _ | ||||||||
| 63Co_ _ | 27 | 36 | 62.933612(21) | 26.9(4) s | β- _ | 63 Ni | 7/2− | ||
| 64Co_ _ | 27 | 37 | 63.935810(21) | 0,30(3) segundos | β- _ | 64 Ni | 1+ | ||
| 65Co_ _ | 27 | 38 | 64.936478(14) | 1.20(6) s | β- _ | 65 Ni | (7/2) | ||
| 66Co_ _ | 27 | 39 | 65.93976(27) | 0.18(1) s | β- _ | 66 Ni | (3+) | ||
| 66m1Co _ | 175(3) keV | 1,21(1) µs | (5+) | ||||||
| 66m2Co _ | 642(5) keV | >100 µs | (ocho-) | ||||||
| 67Co_ _ | 27 | 40 | 66.94089(34) | 0.425(20) s | β- _ | 67 Ni | (7/2−)# | ||
| 68Co_ _ | 27 | 41 | 67.94487(34) | 0.199(21) s | β- _ | 68 Ni | (7-) | ||
| 68m co | 150(150)# keV | 1.6(3) s | (3+) | ||||||
| 69Co_ _ | 27 | 42 | 68.94632(36) | 227(13)ms | β − (>99,9 %) | 69 Ni | 7/2−# | ||
| β − , n (<.1%) | 68 Ni | ||||||||
| 70Co _ | 27 | 43 | 69.9510(9) | 119(6) ms | β − (>99,9 %) | 70 Ni | (6-) | ||
| β − , n (<.1%) | 69 Ni | ||||||||
| 70m co | 200(200)# keV | 500(180)ms | (3+) | ||||||
| 71Co_ _ | 27 | 44 | 70.9529(9) | 97(2) ms | β − (>99,9 %) | 71 Ni | 7/2−# | ||
| β − , n (<.1%) | 70 Ni | ||||||||
| 72Co_ _ | 27 | 45 | 71.95781(64)# | 62(3) ms | β − (>99,9 %) | 72 Ni | (6-,7-) | ||
| β − , n (<.1%) | 71 Ni | ||||||||
| 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−# | ||||
Explicaciones a la tabla
- Las abundancias de isótopos se dan para la mayoría de las muestras naturales.
- Los índices 'm', 'n', 'p' (junto al símbolo) denotan los estados isoméricos excitados del nucleido.
- Los símbolos en negrita indican productos de degradación estables.
- Los valores marcados con un hash (#) no se derivan solo de datos experimentales, sino que se estiman (al menos parcialmente) a partir de tendencias sistemáticas en nucleidos vecinos (con las mismas proporciones Z y N ). Los valores de giro de incertidumbre y/o paridad se encierran entre paréntesis.
- La incertidumbre se da como un número entre paréntesis, expresado en unidades del último dígito significativo, significa una desviación estándar (con la excepción de la abundancia y la masa atómica estándar de un isótopo según los datos de la IUPAC , para los cuales se requiere una definición más compleja de incertidumbre usó). Ejemplos: 29770.6(5) significa 29770.6 ± 0.5; 21,48(15) significa 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) significa −2200,2 ± 1,8.
Notas
- ↑ Cobalto-57
- ↑ LE Díaz. Cobalto-57: Usos . JPNM Física Isótopos . Universidad de Harvard . Consultado el 13 de septiembre de 2010. Archivado desde el original el 12 de diciembre de 2012.
- ↑ Generador eterno
- ↑ Datos de Wang M. , Audi G. , Kondev FG , Huang WJ , Naimi S. , Xu X. La evaluación de la masa atómica de Ame2016 (I). evaluación de datos de entrada; y procedimientos de ajuste (inglés) // Chinese Physics C. - 2016. - Vol. 41 , edición. 3 . - Folio 030002-1-030002-344 . -doi : 10.1088 / 1674-1137/41/3/030002 .
- ↑ 1 2 Datos basados en Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de descomposición // Física nuclear A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . -doi : 10.1016/ j.nuclphysa.2003.11.001 . - .
