Isótopos de cobalto - Isotopes of cobalt
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Peso atômico padrão A r, padrão (Co) | 58,933 194 (3) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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O cobalto de ocorrência natural ( 27 Co) é composto por 1 isótopo estável , 59 Co. Vinte e oito radioisótopos foram caracterizados, sendo o mais estável 60 Co com meia-vida de 5,2714 anos, 57 Co com meia-vida de 271,8 dias , 56 Co com meia-vida de 77,27 dias e 58 Co com meia-vida de 70,86 dias. Todos os demais isótopos radioativos têm meias-vidas inferiores a 18 horas e a maioria destes com meias-vidas inferiores a 1 segundo. Este elemento também possui 11 metaestados , todos com meia-vida inferior a 15 minutos.
Os isótopos de cobalto variam em peso atômico de 47 Co a 75 Co. O modo de decaimento primário para isótopos com valores de unidade de massa atômica menores do que o do isótopo estável mais abundante, 59 Co, é a captura de elétrons e o modo primário de decaimento para aqueles de mais de 59 unidades de massa atômica é o decaimento beta . Os produtos primários do decaimento antes do 59 Co são os isótopos do ferro e os produtos primários depois são os isótopos do níquel .
Os isótopos radioativos podem ser produzidos por várias reações nucleares . Por exemplo, o isótopo 57 Co é produzido por irradiação de ferro com ciclotron . A principal reação envolvida é a reação (d, n) 56 Fe + 2 H → n + 57 Co.
Lista de isótopos
Nuclídeo |
Z | N |
Massa isotópica ( Da ) |
Meia-vida |
Modo de decaimento |
Isótopo filha |
Giro e paridade |
Abundância natural (fração molar) | |||||||||||
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Energia de excitação | Proporção normal | Faixa de variação | |||||||||||||||||
47 Co | 27 | 20 | 47,01149 (54) # | 7 / 2− # | |||||||||||||||
48 Co | 27 | 21 | 48,00176 (43) # | p | 47 Fe | 6 + # | |||||||||||||
49 Co | 27 | 22 | 48,98972 (28) # | <35 ns | p (> 99,9%) | 48 Fe | 7 / 2− # | ||||||||||||
β + (<0,1%) | 49 Fe | ||||||||||||||||||
50 Co | 27 | 23 | 49,98154 (18) # | 44 (4) ms | β + , p (54%) | 49 Mn | (6+) | ||||||||||||
β + (46%) | 50 Fe | ||||||||||||||||||
51 Co | 27 | 24 | 50,97072 (16) # | 60 # ms [> 200 ns] | β + | 51 Fe | 7 / 2− # | ||||||||||||
52 Co | 27 | 25 | 51,96359 (7) # | 115 (23) ms | β + | 52 Fe | (6+) | ||||||||||||
52m Co | 380 (100) # keV | 104 (11) # ms | β + | 52 Fe | 2 + # | ||||||||||||||
ISTO | 52 Co | ||||||||||||||||||
53 Co | 27 | 26 | 52,954219 (19) | 242 (8) ms | β + | 53 Fe | 7 / 2− # | ||||||||||||
53m Co | 3197 (29) keV | 247 (12) ms | β + (98,5%) | 53 Fe | (19 / 2−) | ||||||||||||||
p (1,5%) | 52 Fe | ||||||||||||||||||
54 Co | 27 | 27 | 53,9484596 (8) | 193,28 (7) ms | β + | 54 Fe | 0+ | ||||||||||||
54m Co | 197,4 (5) keV | 1,48 (2) min | β + | 54 Fe | (7) + | ||||||||||||||
55 Co | 27 | 28 | 54,9419990 (8) | 17,53 (3) h | β + | 55 Fe | 7 / 2− | ||||||||||||
56 Co | 27 | 29 | 55,9398393 (23) | 77,233 (27) d | β + | 56 Fe | 4+ | ||||||||||||
57 Co | 27 | 30 | 56,9362914 (8) | 271,74 (6) d | CE | 57 Fe | 7 / 2− | ||||||||||||
58 Co | 27 | 31 | 57,9357528 (13) | 70,86 (6) d | β + | 58 Fe | 2+ | ||||||||||||
58m1 Co | 24,95 (6) keV | 9,04 (11) h | ISTO | 58 Co | 5+ | ||||||||||||||
58m2 Co | 53,15 (7) keV | 10,4 (3) μs | 4+ | ||||||||||||||||
59 Co | 27 | 32 | 58,9331950 (7) | Estábulo | 7 / 2− | 1,0000 | |||||||||||||
60 Co | 27 | 33 | 59,9338171 (7) | 5,2713 (8) y | β - , γ | 60 Ni | 5+ | ||||||||||||
60m Co | 58,59 (1) keV | 10,467 (6) min | TI (99,76%) | 60 Co | 2+ | ||||||||||||||
β - (0,24%) | 60 Ni | ||||||||||||||||||
61 Co | 27 | 34 | 60,9324758 (10) | 1,650 (5) h | β - | 61 Ni | 7 / 2− | ||||||||||||
62 Co | 27 | 35 | 61,934051 (21) | 1,50 (4) min | β - | 62 Ni | 2+ | ||||||||||||
62m Co | 22 (5) keV | 13,91 (5) min | β - (99%) | 62 Ni | 5+ | ||||||||||||||
TI (1%) | 62 Co | ||||||||||||||||||
63 Co | 27 | 36 | 62,933612 (21) | 26,9 (4) s | β - | 63 Ni | 7 / 2− | ||||||||||||
64 Co | 27 | 37 | 63,935810 (21) | 0,30 (3) s | β - | 64 Ni | 1+ | ||||||||||||
65 Co | 27 | 38 | 64,936478 (14) | 1,20 (6) s | β - | 65 Ni | (7/2) - | ||||||||||||
66 Co | 27 | 39 | 65,93976 (27) | 0,18 (1) s | β - | 66 Ni | (3+) | ||||||||||||
66m1 Co | 175 (3) keV | 1,21 (1) μs | (5+) | ||||||||||||||||
66m2 Co | 642 (5) keV | > 100 μs | (8-) | ||||||||||||||||
67 Co | 27 | 40 | 66,94089 (34) | 0,425 (20) s | β - | 67 Ni | (7/2 -) # | ||||||||||||
68 Co | 27 | 41 | 67,94487 (34) | 0,199 (21) s | β - | 68 Ni | (7-) | ||||||||||||
68m Co | 150 (150) # keV | 1,6 (3) s | (3+) | ||||||||||||||||
69 Co | 27 | 42 | 68,94632 (36) | 227 (13) ms | β - (> 99,9%) | 69 Ni | 7 / 2− # | ||||||||||||
β - , n (<0,1%) | 68 Ni | ||||||||||||||||||
70 Co | 27 | 43 | 69,9510 (9) | 119 (6) ms | β - (> 99,9%) | 70 Ni | (6-) | ||||||||||||
β - , n (<0,1%) | 69 Ni | ||||||||||||||||||
70m Co | 200 (200) # keV | 500 (180) ms | (3+) | ||||||||||||||||
71 Co | 27 | 44 | 70,9529 (9) | 97 (2) ms | β - (> 99,9%) | 71 Ni | 7 / 2− # | ||||||||||||
β - , n (<0,1%) | 70 Ni | ||||||||||||||||||
72 Co | 27 | 45 | 71,95781 (64) # | 62 (3) ms | β - (> 99,9%) | 72 Ni | (6-, 7-) | ||||||||||||
β - , n (<0,1%) | 71 Ni | ||||||||||||||||||
73 Co | 27 | 46 | 72,96024 (75) # | 41 (4) ms | 7 / 2− # | ||||||||||||||
74 Co | 27 | 47 | 73,96538 (86) # | 50 # ms [> 300 ns] | 0+ | ||||||||||||||
75 Co | 27 | 48 | 74,96833 (86) # | 40 # ms [> 300 ns] | 7 / 2− # | ||||||||||||||
Este cabeçalho e rodapé da tabela: |
- ^ m Co - isômero nuclear Excited.
- ^ () - A incerteza (1 σ ) é dada de forma concisa entre parênteses após os últimos dígitos correspondentes.
- ^ # - Massa atômica marcada com #: valor e incerteza derivados não de dados puramente experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências da superfície de massa (TMS).
- ^ a b c # - Os valores marcados com # não são derivados puramente de dados experimentais, mas pelo menos parcialmente de tendências de nuclídeos vizinhos (TNN).
-
^
Modos de decadência:
CE: Captura de elétrons ISTO: Transição isomérica n: Emissão de nêutrons p: Emissão de prótons - ^ Símbolo em negrito como filha - o produto filha é estável.
- ^ () valor de rotação - Indica rotação com argumentos de atribuição fracos.
Uso de radioisótopos de cobalto na medicina
O cobalto-57 ( 57 Co ou Co-57) é um metal radioativo usado em testes médicos; ele é usado como um marcador radioactivo para a vitamina B 12 absorção. É útil para o teste de Schilling .
O cobalto-60 ( 60 Co ou Co-60) é um metal radioativo usado em radioterapia . Ele produz dois raios gama com energias de 1,17 MeV e 1,33 MeV. A fonte de 60 Co tem cerca de 2 cm de diâmetro e como resultado produz uma penumbra geométrica , tornando a borda do campo de radiação difusa. O metal tem o infeliz hábito de produzir uma poeira fina, causando problemas com a proteção contra radiação. A fonte de 60 Co é útil por cerca de 5 anos, mas mesmo depois deste ponto ainda é muito radioativa e, portanto, as máquinas de cobalto caíram em desgraça no mundo ocidental, onde os linacs são comuns.
Usos industriais para isótopos radioativos
O cobalto-60 (Co-60 ou 60 Co) é útil como fonte de raios gama porque pode ser produzido em quantidades previsíveis e por sua alta atividade radioativa simplesmente expondo o cobalto natural a nêutrons em um reator por um determinado tempo. Os usos do cobalto industrial incluem:
- Esterilização de suprimentos médicos e resíduos médicos
- Tratamento por radiação de alimentos para esterilização ( pasteurização a frio )
- Radiografia industrial (por exemplo, radiografias de integridade de solda)
- Medições de densidade (por exemplo, medições de densidade de concreto)
- Interruptores de altura de enchimento do tanque.
O cobalto-57 é usado como fonte na espectroscopia Mössbauer de amostras contendo ferro. O decaimento da captura de elétrons do 57 Co forma um estado excitado do núcleo do 57 Fe, que por sua vez decai ao estado fundamental com a emissão de um raio gama. A medição do espectro de raios gama fornece informações sobre o estado químico do átomo de ferro na amostra.
Referências
- Massas de isótopos de:
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3-128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Composições isotópicas e massas atômicas padrão de:
- de Laeter, John Robert ; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroshi; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin JR; Taylor, Philip DP (2003). "Pesos atômicos dos elementos. Revisão 2000 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 75 (6): 683–800. doi : 10.1351 / pac200375060683 .
- Wieser, Michael E. (2006). "Pesos atômicos dos elementos 2005 (Relatório Técnico IUPAC)" . Química pura e aplicada . 78 (11): 2051–2066. doi : 10.1351 / pac200678112051 . Resumo da postura .
- Dados de meia-vida, spin e isômero selecionados das seguintes fontes.
- Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "The N UBASE Evaluation of nuclear and decay properties" , Nuclear Physics A , 729 : 3-128, Bibcode : 2003NuPhA.729 .... 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Centro Nacional de Dados Nucleares . "Banco de dados NuDat 2.x" . Laboratório Nacional de Brookhaven .
- Holden, Norman E. (2004). "11. Tabela dos Isótopos". Em Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85ª ed.). Boca Raton, Flórida : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.