Isótopos del cobalto
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| Peso atómico estándar A r °(Co) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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El cobalto natural , Co, consta de un único isótopo estable , 59 Co (por lo tanto, el cobalto es un elemento mononucleídico ). Se han caracterizado veintiocho radioisótopos ; los más estables son 60 Co con una vida media de 5,2714 años, 57 Co (271,811 días), 56 Co (77,236 días) y 58 Co (70,844 días). Todos los demás isótopos tienen vidas medias de menos de 18 horas y la mayoría de estos tienen vidas medias de menos de 1 segundo. Este elemento también tiene 19 estados meta , de los cuales el más estable es 58m1 Co con una vida media de 8,853 h.
Los isótopos del cobalto tienen un peso atómico que va desde 50 Co hasta 78 Co. El principal modo de desintegración de los isótopos con una masa atómica menor que la del isótopo estable, 59 Co, es la captura de electrones , y el principal modo de desintegración de los de más de 59 unidades de masa atómica es la desintegración beta . Los principales productos de desintegración antes del 59 Co son los isótopos de hierro y los principales productos después son los isótopos de níquel .
Los radioisótopos se pueden producir mediante diversas reacciones nucleares . Por ejemplo, el 57Co se produce mediante la irradiación de hierro con ciclotrón . La reacción principal es la reacción (d,n) 56 Fe + 2 H → n + 57 Co. [4]
Lista de isótopos
| Nuclido [n.° 1] | O | norte | Masa isotópica ( Da ) [5] [n 2] [n 3] | Vida media [1] [n 4] | Modo de decaimiento [1] [n 5] | Isótopo hija [n.º 6] | Giro y paridad [1] [n 7] [n 4] | Abundancia isotópica | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energía de excitación [n 4] | |||||||||||||||||||
| 50 Compañías | 27 | 23 | 49.98112(14) | 38,8(2) ms | β + , p (70,5%) | 49 Mn | (6+) | ||||||||||||
| β + (29,5%) | 50 Fe | ||||||||||||||||||
| β + , 2p? | 48 Mn | ||||||||||||||||||
| 51 Compañía | 27 | 24 | 50.970647(52) | 68,8(19) ms | β + (96,2%) | 51 Fe | 7/2− | ||||||||||||
| β + , p (<3,8%) | 50 Mn | ||||||||||||||||||
| 52 Compañía | 27 | 25 | 51.9631302(57) | 111,7(21) ms | β + | 52 fe | 6+ | ||||||||||||
| β + , p? | 51 millones | ||||||||||||||||||
| Compañía de 52 millones | 376(9) keV | 102(5) ms | β + | 52 fe | 2+ | ||||||||||||||
| ÉL ? | 52 Compañía | ||||||||||||||||||
| β + , p? | 51 millones | ||||||||||||||||||
| 53 Compañía | 27 | 26 | 52.9542033(19) | 244,6(28) ms | β + | 53 Fe | 7/2−# | ||||||||||||
| 53m Compañía | 3174,3(9) keV | 250(10)ms | β + ? (~98,5%) | 53 Fe | (19/2−) | ||||||||||||||
| p(~1,5%) | 52 fe | ||||||||||||||||||
| 54 Compañía | 27 | 27 | 53.94845908(38) | 193,27(6) ms | β + | 54 fe | 0+ | ||||||||||||
| 54m Compañía | 197,57(10) keV | 1,48(2) minutos | β + | 54 fe | 7+ | ||||||||||||||
| 55 Compañía | 27 | 28 | 54.94199642(43) | 17.53(3)h | β + | 55 Fe | 7/2− | ||||||||||||
| 56 Compañía | 27 | 29 | 55.93983803(51) | 77.236(26) d | β + | 56 Fe | 4+ | ||||||||||||
| 57 Compañía | 27 | 30 | 56.93628982(55) | 271.811(32) d | CE | 57 Fe | 7/2− | ||||||||||||
| 58 Compañía | 27 | 31 | 57.9357513(12) | 70.844(20) d | CE (85,21%) | 58 Fe | 2+ | ||||||||||||
| β + (14,79%) | 58 Fe | ||||||||||||||||||
| 58m1 Co | 24,95(6) keV | 8.853(23) h | ÉL | 58 Compañía | 5+ | ||||||||||||||
| CE (0,00120%) | 58 Fe | ||||||||||||||||||
| 58m2 Co | 53,15(7) keV | 10,5(3) μs | ÉL | 58 Compañía | 4+ | ||||||||||||||
| 59 Compañía | 27 | 32 | 58.93319352(43) | Estable | 7/2− | 1.0000 | |||||||||||||
| 60 Compañía | 27 | 33 | 59.93381554(43) | 5.2714(6) y | β − | 60 Ni | 5+ | ||||||||||||
| 60m compañía | 58,59(1) keV | 10.467(6) minutos | TI (99,75%) | 60 Compañía | 2+ | ||||||||||||||
| β − (0,25%) | 60 Ni | ||||||||||||||||||
| 61 Compañía | 27 | 34 | 60.93247603(90) | 1.649(5) h | β − | 61 Ni | 7/2− | ||||||||||||
| 62 Compañía | 27 | 35 | 61.934058(20) | 1,54(10) minutos | β − | 62 Ni | (2)+ | ||||||||||||
| Compañía de 62 millones | 22(5) keV | 13,86(9) minutos | β − (>99,5%) | 62 Ni | (5)+ | ||||||||||||||
| TI (<0,5%) | 62 Compañía | ||||||||||||||||||
| 63 Cía. | 27 | 36 | 62.933600(20) | 26.9(4) s | β − | 63 Ni | 7/2− | ||||||||||||
| 64 Compañía | 27 | 37 | 63.935810(21) | 300(30)ms | β − | 64 Ni | 1+ | ||||||||||||
| Compañía de 64 millones | 107(20) keV | 300#ms | β− ? | 64 Ni | 5+# | ||||||||||||||
| ¿ÉL? | 64 Compañía | ||||||||||||||||||
| 65 Compañía | 27 | 38 | 64.9364621(22) | 1.16(3) s | β − | 65 Ni | (7/2)− | ||||||||||||
| 66 Compañía | 27 | 39 | 65.939443(15) | 194(17) ms | β − | 66 Ni | (1+) | ||||||||||||
| β − , n ? | 65 Ni | ||||||||||||||||||
| 66m1 Co | 175,1(3) keV | 824(22) ns | ÉL | 66 Compañía | (3+) | ||||||||||||||
| 66m2 Co | 642(5) keV | >100 μs | ÉL | 66 Compañía | (8−) | ||||||||||||||
| 67 Compañía | 27 | 40 | 66.9406096(69) | 329(28) ms | β − | 67 Ni | (7/2−) | ||||||||||||
| β − , n? | 66 Ni | ||||||||||||||||||
| 67 millones de personas | 491,55(11) keV | 496(33) ms | TI (>80%) | 67 Compañía | (1/2−) | ||||||||||||||
| β − | 67 Ni | ||||||||||||||||||
| 68 Compañía | 27 | 41 | 67.9445594(41) | 200(20)ms | β − | 68 Ni | (7−) | ||||||||||||
| β − , n? | 67 Ni | ||||||||||||||||||
| 68m1 Co [n.º 8] | 150(150)# keV | 1.6(3) s | β − | 68 Ni | (2−) | ||||||||||||||
| β − , n (>2,6%) | 67 Ni | ||||||||||||||||||
| 68m2 Co | 195(150)# keV | 101(10) ns | ÉL | 68 Compañía | (1) | ||||||||||||||
| 69 Compañía | 27 | 42 | 68.945909(92) | 180(20)ms | β − | 69 Ni | (7/2−) | ||||||||||||
| β − , n? | 68 Ni | ||||||||||||||||||
| Compañía 69m [n.º 8] | 170(90) keV | 750(250)ms | β − | 69 Ni | 1/2−# | ||||||||||||||
| 70 Cía. | 27 | 43 | 69.950053(12) | 508(7) ms | β − | 70 Ni | (1+) | ||||||||||||
| β − , n? | 69 Ni | ||||||||||||||||||
| β − , 2n? | 68 Ni | ||||||||||||||||||
| Compañía 70m [n.º 8] | 200(200)# keV | 112(7) ms | β − | 70 Ni | (7−) | ||||||||||||||
| ¿ÉL? | 70 Cía. | ||||||||||||||||||
| β − , n? | 69 Ni | ||||||||||||||||||
| β − , 2n? | 68 Ni | ||||||||||||||||||
| 71 Compañía | 27 | 44 | 70.95237(50) | 80(3)ms | β − (97%) | 71 Ni | (7/2−) | ||||||||||||
| β − , n (3%) | 70 Ni | ||||||||||||||||||
| 72 Cía. | 27 | 45 | 71.95674(32)# | 51,5(3) ms | β − (<96%) | 72 Ni | (6−,7−) | ||||||||||||
| β − , n (>4%) | 71 Ni | ||||||||||||||||||
| β − , 2n? | 70 Ni | ||||||||||||||||||
| Compañía 72m [n.º 8] | 200(200)# keV | 47,8(5) ms | β − | 72 Ni | (0+,1+) | ||||||||||||||
| 73 Cía. | 27 | 46 | 72.95924(32)# | 42,0(8) ms | β − (94%) | 73 Ni | (7/2−) | ||||||||||||
| β − , n (6%) | 72 Ni | ||||||||||||||||||
| β − , 2n? | 71 Ni | ||||||||||||||||||
| 74 Cía. | 27 | 47 | 73.96399(43)# | 31,3(13) ms | β − (82%) | 74 Ni | 7−# | ||||||||||||
| β − , n (18%) | 73 Ni | ||||||||||||||||||
| β − , 2n? | 72 Ni | ||||||||||||||||||
| 75 Cía. | 27 | 48 | 74.96719(43)# | 26,5(12) ms | β − (>84%) | 75 Ni | 7/2−# | ||||||||||||
| β − , n (<16%) | 74 Ni | ||||||||||||||||||
| β − , 2n? | 73 Ni | ||||||||||||||||||
| 76 Cía. | 27 | 49 | 75.97245(54)# | 23(6) ms | β − | 76 Ni | (8−) | ||||||||||||
| β − , n? | 75 Ni | ||||||||||||||||||
| β − , 2n? | 74 Ni | ||||||||||||||||||
| 76m1 Compañía [n.º 8] | 100(100)# keV | 16(4) ms | β − | 76 Ni | (1−) | ||||||||||||||
| 76m2 Co | 740(100)# keV | 2,99(27) μs | ÉL | 76 Cía. | (3+) | ||||||||||||||
| 77 Compañía | 27 | 50 | 76.97648(64)# | 15(6) ms | β − | 77 Ni | 7/2−# | ||||||||||||
| β − , n? | 76 Ni | ||||||||||||||||||
| β − , 2n? | 75 Ni | ||||||||||||||||||
| β − , 3n? | 74 Ni | ||||||||||||||||||
| 78 Cía. | 27 | 51 | 77.983 55(75)# | 11#ms [>410 ns] | β− ? | 78 Ni | |||||||||||||
| Encabezado y pie de página de esta tabla: | |||||||||||||||||||
- ^ m Co – Isómero nuclear excitado .
- ^ ( ) – La incertidumbre (1 σ ) se da en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos correspondientes.
- ^ # – Masa atómica marcada con #: valor e incertidumbre derivados no de datos puramente experimentales, sino al menos en parte de tendencias de la Superficie de Masa (TMS).
- ^ abc # – Los valores marcados con # no se derivan puramente de datos experimentales, sino al menos en parte de las tendencias de los nucleidos vecinos (TNN).
- ^
Modos de descomposición:
CE: Captura de electrones ÉL: Transición isomérica norte: Emisión de neutrones pag: Emisión de protones - ^ Símbolo en negrita como hija: el producto hija es estable.
- ^ ( ) valor de giro: indica giro con argumentos de asignación débiles.
- ^ abcde El orden del estado fundamental y del isómero es incierto.
Nucleosíntesis estelar de cobalto-56
Una de las reacciones nucleares terminales en las estrellas antes de la supernova produce 56 Ni . Después de su producción, 56 Ni se desintegra en 56 Co, y luego 56 Co se desintegra posteriormente en 56 Fe . Estas reacciones de desintegración alimentan la luminosidad mostrada en las curvas de desintegración de la luz . Se espera que tanto la curva de desintegración de la luz como la de desintegración radiactiva sean exponenciales. Por lo tanto, la curva de desintegración de la luz debería dar una indicación de las reacciones nucleares que la alimentan. Esto ha sido confirmado por la observación de las curvas bolométricas de desintegración de la luz para SN 1987A . Entre 600 y 800 días después de que ocurriera SN1987A, la curva bolométrica de la luz disminuyó a una tasa exponencial con valores de vida media de τ 1/2 = 68,6 días a τ 1/2 = 69,6 días. [6] La velocidad a la que disminuyó la luminosidad coincidió estrechamente con la desintegración exponencial del 56Co , con una vida media de τ 1/2 = 77,233 días.
Uso de radioisótopos de cobalto en medicina
El cobalto-57 ( 57 Co o Co-57) se utiliza en pruebas médicas; se utiliza como radiomarcador para la captación de vitamina B12 . Es útil para la prueba de Schilling . [7]
El cobalto-60 ( 60 Co o Co-60) se utiliza en radioterapia . Produce dos rayos gamma con energías de 1,17 MeV y 1,33 MeV. La fuente de 60 Co tiene unos 2 cm de diámetro y, como resultado, produce una penumbra geométrica , haciendo que el borde del campo de radiación sea borroso. El metal tiene la desafortunada costumbre de producir polvo fino, lo que causa problemas con la protección radiológica. La fuente de 60 Co es útil durante unos 5 años, pero incluso después de este punto sigue siendo muy radiactiva, por lo que las máquinas de cobalto han caído en desgracia en el mundo occidental, donde los aceleradores lineales son comunes.
Usos industriales de los isótopos radiactivos
El cobalto-60 ( 60 Co) es útil como fuente de rayos gamma porque se puede producir en cantidades predecibles y por su alta radiactividad simplemente exponiendo el cobalto natural a neutrones en un reactor. [8] Los usos del cobalto industrial incluyen:
- Esterilización de material médico y desechos médicos
- Tratamiento de alimentos con radiación para esterilización ( pasteurización en frío ) [9]
- Radiografía industrial (por ejemplo, radiografías de integridad de soldadura)
- Mediciones de densidad (por ejemplo, mediciones de densidad del hormigón)
- Interruptores de altura de llenado del tanque
El 57Co se utiliza como fuente en la espectroscopia Mössbauer de muestras que contienen hierro. La captura de electrones por el 57Co forma un estado excitado del núcleo del 57Fe , que a su vez se desintegra al estado fundamental con la emisión de un rayo gamma. La medición del espectro de rayos gamma proporciona información sobre el estado químico del átomo de hierro en la muestra.
Referencias
- ^ abcd Kondev, FG; Wang, M.; Huang, WJ; Naimi, S.; Audi, G. (2021). "La evaluación NUBASE2020 de las propiedades nucleares" (PDF) . Chinese Physics C . 45 (3): 030001. doi :10.1088/1674-1137/abddae.
- ^ "Pesos atómicos estándar: cobalto". CIAAW . 2017.
- ^ Prohaska, Thomas; Irrgeher, Johanna; Benefield, Jacqueline; Böhlke, John K.; Chesson, Lesley A.; Coplen, Tyler B.; Ding, Tiping; Dunn, Philip JH; Gröning, Manfred; Holden, Norman E.; Meijer, Harro AJ (4 de mayo de 2022). "Pesos atómicos estándar de los elementos 2021 (Informe técnico de la IUPAC)". Química pura y aplicada . doi :10.1515/pac-2019-0603. ISSN 1365-3075.
- ^ Diaz, LE "Cobalt-57: Production". JPNM Physics Isotopes . Universidad de Harvard . Archivado desde el original el 2000-10-31 . Consultado el 2013-11-15 .
- ^ Wang, Meng; Huang, WJ; Kondev, FG; Audi, G.; Naimi, S. (2021). "La evaluación de masa atómica AME 2020 (II). Tablas, gráficos y referencias*". Chinese Physics C . 45 (3): 030003. doi :10.1088/1674-1137/abddaf.
- ^ Bouchet, P.; Danziger, IJ; Lucy, LB (septiembre de 1991). "Curva de luz bolométrica de SN 1987A: resultados desde el día 616 al 1316 después del estallido". The Astronomical Journal . 102 (3): 1135–1146 – vía Astrophysics Data System.
- ^ Diaz, LE "Cobalt-57: Uses". JPNM Physics Isotopes . Universidad de Harvard . Archivado desde el original el 2011-06-11 . Consultado el 2010-09-13 .
- ^ "Propiedades del cobalto-60". Isótopos radiactivos . Consultado el 9 de diciembre de 2022 .
- ^ "Usos beneficiosos del cobalto-60". ASOCIACIÓN INTERNACIONAL DE IRRADIACIÓN . Consultado el 9 de diciembre de 2022 .
- Masas de isótopos de:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de desintegración", Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode :2003NuPhA.729....3A, doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
- Datos de vida media, espín e isómeros seleccionados de las siguientes fuentes.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "La evaluación NUBASE de las propiedades nucleares y de desintegración", Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode :2003NuPhA.729....3A, doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11. 001
- Centro Nacional de Datos Nucleares . Base de datos NuDat 2.x. Laboratorio Nacional de Brookhaven .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabla de isótopos". En Lide, David R. (ed.). Manual de química y física del CRC (85.ª ed.). Boca Raton, Florida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.
