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Isótopos de cobalto

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Isótopos de cobalto

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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.

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.

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	Isótopo(s) hijo(s)	Espín nuclear	Composición isotópica representativa (fracción molar)	Rango de variación natural (fracción molar)
Símbolo del nucleido	Energía de excitación			Vida media	Proceso(s) de decaimiento	Isótopo(s) hijo(s)	Espín nuclear	Composición isotópica representativa (fracción molar)	Rango de variación natural (fracción molar)
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−#
⁴⁹Co	27	22	48.98972(28)#	<35 ns	β⁺ (<.1%)	⁴⁹Fe	7/2−#
⁵⁰Co	27	23	49.98154(18)#	44(4) ms	β⁺, p (54%)	⁴⁹Mn	(6+)
⁵⁰Co	27	23	49.98154(18)#	44(4) ms	β⁺ (46%)	⁵⁰Fe	(6+)
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+#
^52mCo	380(100)# keV			104(11)# ms	TI	⁵²Co	2+#
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−)
^53mCo	3197(29) keV			247(12) ms	p (1.5%)	⁵²Fe	(19/2−)
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+
^60mCo	58.59(1) keV			10.467(6) min	β⁻ (.24%)	⁶⁰Ni	2+
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+
^62mCo	22(5) keV			13.91(5) min	IT (1%)	⁶²Co	5+
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−#
⁶⁹Co	27	42	68.94632(36)	227(13) ms	β⁻, n (<.1%)	⁶⁸Ni	7/2−#
⁷⁰Co	27	43	69.9510(9)	119(6) ms	β⁻ (>99.9%)	⁷⁰Ni	(6-)
⁷⁰Co	27	43	69.9510(9)	119(6) ms	β⁻, n (<.1%)	⁶⁹Ni	(6-)
^70mCo	200(200)# keV			500(180) ms			(3+)
⁷¹Co	27	44	70.9529(9)	97(2) ms	β⁻ (>99.9%)	⁷¹Ni	7/2−#
⁷¹Co	27	44	70.9529(9)	97(2) ms	β⁻, n (<.1%)	⁷⁰Ni	7/2−#
⁷²Co	27	45	71.95781(64)#	62(3) ms	β⁻ (>99.9%)	⁷²Ni	(6-,7-)
⁷²Co	27	45	71.95781(64)#	62(3) ms	β⁻, n (<.1%)	⁷¹Ni	(6-,7-)
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−#

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).

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.