Изотопы кобальта

.

Природный кобальт является моноизотопным элементом с единственным стабильным изотопом ⁵⁹Co.

Наиболее долгоживущий из нестабильных изотопов кобальта и имеющий важные практические применения — кобальт-60 с периодом полураспада 5,2714 лет. Другие наиболее долгоживущие изотопы ⁵⁷Co с периодом полураспада 271,8 суток, ⁵⁶Co (77,27 суток), ⁵⁸Co (70,86 суток). Прочие изотопы имеют период полураспада менее суток.

У изотопов с массовыми числами менее 59 превалируют позитронный распад и электронный захват, при этом дочерними ядрами являются изотопы железа. У изотопов с массовыми числами более 59 превалирует бета-распад, порождая изотопы никеля.

Кобальт-60 — источник жёсткого

. Получают облучением нейтронами природного кобальта−59 в ядерных реакторах. Период полураспада 5,27 лет.

Использование в промышленности

• для стерилизации медицинского оборудования и материалов;
• для стерилизации пищевых продуктов в целях консервирования (холодная пастеризация);
• для
  радиографии
  (просвечивания деталей с целью выявления дефектов при неразрушающем контроле);
• при измерении плотности сырья и материалов (например, плотности бетона);
• в измерителях уровня сыпучих и жидких материалов в бункерах и баках;
• для калибровки спектрометров и детекторов гамма-излучения.

В медицине

Кобальт-60 может применяться для

путём облучения поражённого участка тела через теневую маску. Однако такие источники вытесняются ускорителями элементарных частиц, так как из-за значительных линейных размеров кобальтового излучателя (~1 см) трудно направить поток излучения от него только на больную ткань, не облучая при этом здоровые ткани.

Кобальт-57 является источником мягкого гамма-излучения, имеет спектральные линии 14, 122 и 136 кэВ.^[1] Период полураспада 271,8 суток, схема распада электронный захват, дочерний изотоп стабильное железо-57. Получают облучением протонами в ускорителе природного никеля-58 по схеме ⁵⁸Ni(p,2p)→⁵⁷Co.

В науке и технике гамма-источники на основе этого изотопа применяются для калибровки аппаратуры,

.

В России производится более половины мирового потребления кобальта-57.[3]

Символ нуклида	Z(p)	N(n)	Масса изотопа[4] (а. е. м.)	Период полураспада[5] (T1/2)	Канал распада	Продукт распада	Спин и чётность ядра[5]	Распространённость изотопа в природе	Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
	Энергия возбуждения
47Co	27	20	47,01149(54)#				7/2−#
48Co	27	21	48,00176(43)#		p	47Fe	6+#
49Co	27	22	48,98972(28)#	<35 нс	p (>99,9%)	48Fe	7/2−#
					β+ (<.1%)	49Fe
50Co	27	23	49,98154(18)#	44(4) мс	β+, p (54%)	49Mn	(6+)
					β+ (46%)	50Fe
51Co	27	24	50,97072(16)#	60# мс [>200 нс]	β+	51Fe	7/2−#
52Co	27	25	51,96359(7)#	115(23) мс	β+	52Fe	(6+)
52mCo	380(100)# кэВ			104(11)# мс	β+	52Fe	2+#
					ИП	52Co
53Co	27	26	52,954219(19)	242(8) мс	β+	53Fe	7/2−#
53mCo	3197(29) кэВ			247(12) мс	β+ (98,5%)	53Fe	(19/2−)
					p (1,5%)	52Fe
54Co	27	27	53,9484596(8)	193,28(7) мс	β+	54Fe	0+
54mCo	197,4(5) кэВ			1,48(2) мин	β+	54Fe	(7)+
55Co	27	28	54,9419990(8)	17,53(3) ч	β+	55Fe	7/2−
56Co	27	29	55,9398393(23)	77,233(27) сут	β+	56Fe	4+
57Co	27	30	56,9362914(8)	271,74(6) сут	ЭЗ	57Fe	7/2−
58Co	27	31	57,9357528(13)	70,86(6) сут	β+	58Fe	2+
58m1Co	24,95(6) кэВ			9,04(11) ч	ИП	58Co	5+
58m2Co	53,15(7) кэВ			10,4(3) мкс			4+
59Co	27	32	58,9331950(7)	стабилен			7/2−	1,0000
60Co	27	33	59,9338171(7)	5,2713(8) года	β−, γ	60Ni	5+
60mCo	58,59(1) кэВ			10,467(6) мин	ИП (99,76%)	60Co	2+
					β− (0,24%)	60Ni
61Co	27	34	60,9324758(10)	1,650(5) ч	β−	61Ni	7/2−
62Co	27	35	61,934051(21)	1,50(4) мин	β−	62Ni	2+
62mCo	22(5) кэВ			13,91(5) мин	β− (99%)	62Ni	5+
					ИП (1%)	62Co
63Co	27	36	62,933612(21)	26,9(4) с	β−	63Ni	7/2−
64Co	27	37	63,935810(21)	0,30(3) с	β−	64Ni	1+
65Co	27	38	64,936478(14)	1,20(6) с	β−	65Ni	(7/2)−
66Co	27	39	65,93976(27)	0,18(1) с	β−	66Ni	(3+)
66m1Co	175(3) кэВ			1,21(1) мкс			(5+)
66m2Co	642(5) кэВ			>100 мкс			(8-)
67Co	27	40	66,94089(34)	0,425(20) с	β−	67Ni	(7/2−)#
68Co	27	41	67,94487(34)	0,199(21) с	β−	68Ni	(7-)
68mCo	150(150)# кэВ			1,6(3) с			(3+)
69Co	27	42	68,94632(36)	227(13) мс	β− (>99,9%)	69Ni	7/2−#
					β−, n (<.1%)	68Ni
70Co	27	43	69,9510(9)	119(6) мс	β− (>99,9%)	70Ni	(6-)
					β−, n (<.1%)	69Ni
70mCo	200(200)# кэВ			500(180) мс			(3+)
71Co	27	44	70,9529(9)	97(2) мс	β− (>99,9%)	71Ni	7/2−#
					β−, n (<.1%)	70Ni
72Co	27	45	71,95781(64)#	62(3) мс	β− (>99,9%)	72Ni	(6- ,7-)
					β−, n (<.1%)	71Ni
73Co	27	46	72,96024(75)#	41(4) мс			7/2−#
74Co	27	47	73,96538(86)#	50# мс [>300 нс]			0+
75Co	27	48	74,96833(86)#	40# мс [>300 нс]			7/2−#

• Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов.

• Индексами 'm', 'n', 'p' (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.

• Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада.

• Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.

• ИЮПАК
  , для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.