El cobalto natural (27Co) está compuesto de 1 isótopo estable, 59Co. 28 radioisótopos se han caracterizado con el más estable, siendo 60Co con una periodo de semidesintegración de 5,2714 años, 57Co con un periodo de semidesintegración de 271,8 días, 56Co con un periodo de semidesintegración de 77,27 días, y 58Co con un periodo de semidesintegración de 70,86 días . Todos los isótopos radioactivos restantes tienen periodos de semidesintegración menores a 18 horas y la mayoría de estos tienen periodos de semidesintegración menores a 1 segundo. Este elemento también tiene 11 metaestados, todos los cuales tienen periodos de semidesintegración menores a 15 minutos. Los isótopos de cobalto varían en masa atómica entre 47Co a75Co.
Los isótopos radiactivos pueden ser producidos por varios procesos nucleares. Por ejemplo, el isótopo 57Co se produce por irradiación de ciclotrón de hierro. La reacción principal implicada es la reacción (d,n) 56Fe + 2H → n + 57Co.[1]
Uso de los radioisótopos de cobalto en la medicina
El cobalto-60 (60Co) es un metal radiactivo que se utiliza en radioterapia. Produce dos rayos gamma con energías de 1,17 MeV y 1,33 MeV. La fuente del 60Co es de aproximadamente 2 cm de diámetro y como resultado produce una penumbra geométrica, haciendo que el borde del campo de radiación se vea borroso. El metal tiene el hábito desafortunado de producir un polvo fino, causando problemas con la protección de la radiación. La fuente 60Co es útil por cerca de 5 años, pero aun así después de este punto sigue siendo muy radioactivo, por lo que las máquinas del cobalto han caído a favor en el mundo occidental, donde las linacs son comunes.
El cobalto-57 (57Co) es un metal radioactivo que se utiliza en pruebas médicas; Se utiliza como radiomarcador para la absorción de vitamina B12. Es útil para la prueba de Schilling.[2]
Usos industriales de los isótopos radioactivos
El cobalto-60 (60Co) es útil como fuente de rayos gamma porque puede producirse en cantidades predecibles y porque posee una alta actividad radiactiva simplemente exponiendo cobalto natural a neutrones en un reactor durante un tiempo dado. Los usos para el cobalto industrial incluyen:
- Esterilización de suministros médicos y residuos médicos
- Tratamiento de irradiación de alimentos para esterilización (pasteurización en frío)
- Industria radiográfica (como radiografías de integridad de soldadura)
- Mediciones de densidad (como mediciones de densidad de hormigón)
- Interruptores de altura del llenado de tanques.
El cobalto 57 se utiliza como fuente en la espectroscopia Mössbauer de muestras que contienen hierro. La desintegración de captura de electrones del 57Co forma un estado excitado del núcleo del 57Fe, que a su vez se desintegra al estado fundamental con 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.
Lista de isótopos
| Símbolo del nucleido |
Z(p) | N(n) | Masa isotópica (u) |
Vida media | Proceso(s) de decaimiento[3][n 1] |
Isótopo(s) hijo(s)[n 2] |
Espín nuclear |
Composición isotópica representativa (fracción molar) |
Rango de variación natural (fracción molar) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Energía de excitación | |||||||||
| 47Co | 27 | 20 | 47.01149(54)# | 7/2−# | |||||
| 48Co | 27 | 21 | 48.00176(43)# | p | 47Fe | 6+# | |||
| 49Co | 27 | 22 | 48.98972(28)# | <35 ns | p (>99.9%) | 48Fe | 7/2−# | ||
| β+ (<.1%) | 49Fe | ||||||||
| 50Co | 27 | 23 | 49.98154(18)# | 44(4) ms | β+, p (54%) | 49Mn | (6+) | ||
| β+ (46%) | 50Fe | ||||||||
| 51Co | 27 | 24 | 50.97072(16)# | 60# ms [>200 ns] | β+ | 51Fe | 7/2−# | ||
| 52Co | 27 | 25 | 51.96359(7)# | 115(23) ms | β+ | 52Fe | (6+) | ||
| 52mCo | 380(100)# keV | 104(11)# ms | β+ | 52Fe | 2+# | ||||
| TI | 52Co | ||||||||
| 53Co | 27 | 26 | 52.954219(19) | 242(8) ms | β+ | 53Fe | 7/2−# | ||
| 53mCo | 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+ | 54Fe | 0+ | ||
| 54mCo | 197.4(5) keV | 1.48(2) min | β+ | 54Fe | (7)+ | ||||
| 55Co | 27 | 28 | 54.9419990(8) | 17.53(3) h | β+ | 55Fe | 7/2− | ||
| 56Co | 27 | 29 | 55.9398393(23) | 77.233(27) d | β+ | 56Fe | 4+ | ||
| 57Co | 27 | 30 | 56.9362914(8) | 271.74(6) d | CE | 57Fe | 7/2− | ||
| 58Co | 27 | 31 | 57.9357528(13) | 70.86(6) d | β+ | 58Fe | 2+ | ||
| 58m1Co | 24.95(6) keV | 9.04(11) h | IT | 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) y | β−, γ | 60Ni | 5+ | ||
| 60mCo | 58.59(1) keV | 10.467(6) min | IT (99.76%) | 60Co | 2+ | ||||
| β− (.24%) | 60Ni | ||||||||
| 61Co | 27 | 34 | 60.9324758(10) | 1.650(5) h | β− | 61Ni | 7/2− | ||
| 62Co | 27 | 35 | 61.934051(21) | 1.50(4) min | β− | 62Ni | 2+ | ||
| 62mCo | 22(5) keV | 13.91(5) min | β− (99%) | 62Ni | 5+ | ||||
| IT (1%) | 62Co | ||||||||
| 63Co | 27 | 36 | 62.933612(21) | 26.9(4) s | β− | 63Ni | 7/2− | ||
| 64Co | 27 | 37 | 63.935810(21) | 0.30(3) s | β− | 64Ni | 1+ | ||
| 65Co | 27 | 38 | 64.936478(14) | 1.20(6) s | β− | 65Ni | (7/2)− | ||
| 66Co | 27 | 39 | 65.93976(27) | 0.18(1) s | β− | 66Ni | (3+) | ||
| 66m1Co | 175(3) keV | 1.21(1) µs | (5+) | ||||||
| 66m2Co | 642(5) keV | >100 µs | (8-) | ||||||
| 67Co | 27 | 40 | 66.94089(34) | 0.425(20) s | β− | 67Ni | (7/2−)# | ||
| 68Co | 27 | 41 | 67.94487(34) | 0.199(21) s | β− | 68Ni | (7-) | ||
| 68mCo | 150(150)# keV | 1.6(3) s | (3+) | ||||||
| 69Co | 27 | 42 | 68.94632(36) | 227(13) ms | β− (>99.9%) | 69Ni | 7/2−# | ||
| β−, n (<.1%) | 68Ni | ||||||||
| 70Co | 27 | 43 | 69.9510(9) | 119(6) ms | β− (>99.9%) | 70Ni | (6-) | ||
| β−, n (<.1%) | 69Ni | ||||||||
| 70mCo | 200(200)# keV | 500(180) ms | (3+) | ||||||
| 71Co | 27 | 44 | 70.9529(9) | 97(2) ms | β− (>99.9%) | 71Ni | 7/2−# | ||
| β−, n (<.1%) | 70Ni | ||||||||
| 72Co | 27 | 45 | 71.95781(64)# | 62(3) ms | β− (>99.9%) | 72Ni | (6-,7-) | ||
| β−, n (<.1%) | 71Ni | ||||||||
| 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−# | ||||
- ↑ Abreviaturas:
CE: Captura electrónica
TI: Transición isomérica - ↑ Negrilla para los isótopos estables
Notas
- Los valores marcados con # no se derivan puramente de los datos experimentales, sino de las tendencias sistemáticas. Los espines de asignación débiles se incluyen entre paréntesis.
- Las incertidumbres se dan en forma concisa entre paréntesis después de los últimos dígitos. Los valores de incertidumbre indican una desviación estándar, excepto la composición isotópica y el peso atómico atómico estándar del IUPAC, que utilizan incertidumbres expandidas.
- Las masas de nuclidos son dadas por la Comisión del IUPAC sobre Símbolos, Unidades, Nomenclatura, Masas Atómicas y Constantes Fundamentales (SUNAMCO).
- Las abundancias de los isótopos son dadas por la Comisión del IUPAC sobre Abundancia de Isótopos y Pesos Atómicos (CIAAW).
Referencias
- ↑ L. E. Diaz. «Cobalt-57: Production». JPNM Physics Isotopes. Universidad de Harvard. Consultado el 15 de noviembre de 2013.
- ↑ L. E. Diaz. «Cobalt-57: Uses». JPNM Physics Isotopes. Universidad de Harvard. Consultado el 13 de septiembre de 2010.
- ↑ «Universal Nuclide Chart». nucleonica. (requiere registro).
- Masas de isótopos de:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- Composición isotópica y masas atómicas estándar de:
- J. R. de Laeter, J. K. Böhlke, P. De Bièvre, H. Hidaka, H. S. Peiser, K. J. R. Rosman and P. D. P. Taylor (2003). «Atomic weights of the elements. Review 2000 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 75 (6): 683-800. doi:10.1351/pac200375060683.
- M. E. Wieser (2006). «Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)». Pure and Applied Chemistry 78 (11): 2051-2066. doi:10.1351/pac200678112051. Resumen divulgativo.
- Vida media, Espín, y datos de isómeros seleccionados de las siguientes fuentes:
- G. Audi, A. H. Wapstra, C. Thibault, J. Blachot and O. Bersillon (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3-128. Bibcode:2003NuPhA.729....3A. doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
- National Nuclear Data Center. «NuDat 2.1 database». Brookhaven National Laboratory. Consultado el September 2005.
- N. E. Holden (2004). «Table of the Isotopes». En D. R. Lide, ed. CRC Handbook of Chemistry and Physics (85th edición). CRC Press. Section 11. ISBN 978-0849304859.