A természetben a kobaltnak (Co) egy stabil izotópja, a 59Co létezik. Ezenkívül 28 mesterségesen előállítható radioizotópját írták le. Ezek közül a legstabilabb a 60Co, felezési ideje 5,2714 év, a 57Co (felezési ideje 271,7 nap), a 56Co (77,27 nap) és a 58Co (70,86 nap). A többi radioaktív izotóp felezési ideje nem éri el a 18 órát, többségüké 1 másodpercnél is rövidebb. 11 metastabil magizomerje van, ezek felezési ideje 15 percnél rövidebb.

Az ismert kobaltizotópok tömegszáma a 47–75 tartományba esik. A 59Co-nél könnyebbek izotópok elsősorban elektronbefogással bomlanak, melynek során vas keletkezik; a nehezebbek főként béta-bomlást szenvednek, és nikkellé alakulnak át.

Radioaktív izotópokat többféle magreakcióval is elő lehet állítani. A 57Co-et például vas ciklotronban történő besugárzásával állítják elő. A fő reakció a (d,n) magreakció:

56Fe + 2H → n + 57Co

Standard atomtömeg: 58,933195(5) u

A kobalt radioizotópjainak gyógyászati felhasználása A kobalt-60 (Co-60 vagy 60Co) radioaktív fém, melyet a sugárkezelésben alkalmaznak. Két gamma-sugarat bocsát ki, ezek energiája 1,17 és 1,33 MeV. A 60Co sugárforrás nem pontszerű – az átmérője mintegy 2 cm –, emiatt a sugárnyaláb széle kissé elkenődött (sugárzási félárnyék). A fém kellemetlen tulajdonsága, hogy finom por képzésére hajlamos, ami megnehezíti a sugárvédelmet. A 60Co forrás mintegy 5 évig használható, de még ekkor is rendkívül erősen radioaktív, emiatt nyugaton a kobaltágyúkkal szemben a lineáris gyorsítókat részesítik előnyben.

A kobalt-57-et orvosdiagnosztikai vizsgálatok során alkalmazzák a B12-vitamin nyomjelzésére, melyet a Schilling-tesztben használnak.

A radioaktív izotópok ipari alkalmazása A kobalt-60 (Co-60 vagy 60Co) jól használható gamma-sugárforrás, mivel – jól tervezhető mennyiségben, nagy aktivitású formában – egyszerűen előállítható, ha a természetes kobaltot reaktorban adott ideig neutronokkal sugározzák be. Felhasználják: orvosi eszközök és hulladék sterilizálására élelmiszerek gamma-sterilezésére (hideg pasztörizálás) ipari radiográfiához (például hegesztések épségének ellenőrzésére) sűrűségmérésekhez (például a beton sűrűségének mérésére) és tartályok töltöttségi szintjének ellenőrzésére

Táblázat nuklidjele Z(p) N(n)  izotóptömeg (u)  felezési idő bomlásimód(ok)Rövidítések: EC: Elektronbefogás, IT: Izoméria leány-izotóp(ok)A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve magspin jellemzőizotóp-összetétel(móltört) természetesingadozás(móltört) gerjesztési energia 47Co 27 20 47,01149(54)# 7/2−# 48Co 27 21 48,00176(43)# p 47Fe 6+#49Co 27 2248,98972(28)#<35 ns p (>99,9%) 48Fe7/2−# β+ (<0,1%) 49Fe50Co 27 2349,98154(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)# keV104(11)# ms β+ 52Fe2+# IT 52Co 53Co 27 26 52,954219(19) 242(8) ms β+ 53Fe 7/2−# 53mCo 3197(29) keV247(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) perc β+ 54Fe (7)+ 55Co 27 28 54,9419990(8) 17,53(3) óra β+ 55Fe 7/2− 56Co 27 29 55,9398393(23) 77,233(27) nap β+ 56Fe 4+ 57Co 27 30 56,9362914(8) 271,74(6) nap EC 57Fe 7/2− 58Co 27 31 57,9357528(13) 70,86(6) nap β+ 58Fe 2+ 58m1Co 24,95(6) keV 9,04(11) óra IT 58Co 5+ 58m2Co 53,15(7) keV 10,4(3) µs 4+ 59Co 27 32 58,9331950(7)Stabil 7/2− 1,0000 60Co 27 33 59,9338171(7) 5,2713(8) év β− 60Ni 5+ 60mCo 58,59(1) keV10,467(6) perc IT (99,76%) 60Co2+ β- (0,24%) 60Ni 61Co 27 34 60,9324758(10) 1,650(5) óra β− 61Ni 7/2− 62Co 27 35 61,934051(21) 1,50(4) perc β− 62Ni 2+ 62mCo 22(5) keV13,91(5) perc β− (99%) 62Ni5+ 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 4268,94632(36)227(13) ms β− (>99,9%) 69Ni7/2−# β−, n (<0,1%) 68Ni70Co 27 4369,9510(9)119(6) ms β− (>99,9%) 70Ni(6−) β−, n (<0,1%) 69Ni 70mCo 200(200)# keV 500(180) ms (3+)71Co 27 4470,9529(9)97(2) ms β− (>99,9%) 71Ni7/2−# β−, n (<0,1%) 70Ni72Co 27 4571,95781(64)#62(3) ms β− (>99,9%) 72Ni(6−,7−) β−, n (<0,1%) 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−#

Megjegyzések A # jel a nem kizárólag kísérletekből, hanem részben szisztematikus trendekből származó értéket jelöl. A nem kellő megalapozottsággal asszignált spinek zárójelben szerepelnek. A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, kivéve, ahol az izotóp-összetételt és standard atomtömeget a IUPAC nagyobb bizonytalansággal adja csak meg. A nuklidok tömegének forrása a IUPAP Commission on Symbols, Units, Nomenclature, Atomic Masses and Fundamental Constants (SUNAMCO) Az izotópok előfordulási gyakoriságának forrása a IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights

Hivatkozások

Izotóptömegek:

Izotópösszetétel és standard atomtömegek:

A felezési időkre, a spinekre és az izomer adatokra vonatkozó információk az alábbi forrásokból származnak:

David R. Lide (ed.), orman E. Holden in CRC Handbook of Chemistry and Physics, 85th Edition, online version. CRC Press. Boca Raton, Florida (2005). Section 11, Table of the Isotopes.

Fordítás

Kobalt