Ко́бальт-60, радіоко́бальт — радіоактивний нуклід хімічного елемента кобальту з атомним номером 27 і масовим числом 60. У природі практично не зустрічається через малий період піврозпаду. Відкритий в кінці 1930-х років Ґ. Сіборґом і Дж. Лівінгудом в Каліфорнійському університет в Берклі.
Активність одного грама цього нукліда становить близько .
Кобальт-60 має найбільший час життя з радіоактивних ізотопів кобальту, і має важливі практичні застосування.
Утворення і розпад
Кобальт-60 є дочірнім продуктом β−-розпаду нукліда (період напіврозпаду складає ):
Кобальт-60 також зазнає бета-розпаду (період напіврозпаду ), в результаті якого утворюється стабільний ізотоп нікелю :
Основний стан ядра має спін і парність = 5+, а основний стан дочірнього ядра має = 0+. Тому бета-розпад в основний стан дуже сильно подавлений у зв'язку з великою зміною спіну, яка була б потрібна для такого переходу. Бета-розпади відбуваються лише у збуджені стани , що мають великий спін: (2+), (2+) і (4+).
Найімовірнішим є випускання електрона і антинейтрино з сумарною енергією , і (в останньому випадку ймовірність становить всього 0,022 %). Після їх випускання нуклід одразу перебуває, зазвичай, на одному з трьох енергетичних рівнів з енергіями 1,332, 2,158 і (залежно від того, яку енергію винесла пара електрон/антинейтрино), а потім переходить в основний стан, випромінюючи гамма-кванти (3 рівня дають в комбінації 6 можливих енергії гамма-випромінювання) або передаючи енергію конверсійним електронам. Найімовірнішим є випромінювання квантів з енергією і . Повна енергія розпаду кобальту-60 становить .
Ізомери Відомий єдиний ізомер з наступними характеристиками: Надлишок маси: ; Енергія збудження: ; Період напіврозпаду: ; Спін і парність ядра: 2+.
Розпад ізомерного стану відбувається наступними каналами: ізомерний перехід в основний стан (ймовірність ~100 %); β−-розпад (ймовірність 0,24(3) %) в нікель-60.
Отримання Кобальт-60 отримують штучно, піддаючи єдиний стабільний ізотоп кобальту бомбардуванню тепловими нейтронами (в атомному реакторі або з допомогою нейтронного генератора).
Застосування Кобальт-60 використовується у виробництві джерел гамма-випромінювання з енергією близько , які використовуються для: стерилізації харчових продуктів, медичних інструментів та матеріалів; активації посівного матеріалу (для стимуляції росту та врожайності зернових і овочевих культур); знезаражування і очищування промислових стоків, твердих і рідких відходів різних видів виробництв; радіаційної модифікації властивостей полімерів та виробів з них; радіохірургії різних патологій (див. кобальтова гармата, ); гамма-дефектоскопії. Кобальт-60 використовується також в системах контролю рівня металу в кристалізаторі при безперервному розливі сталі.
Є одним з ізотопів, що використовуються в радіоізотопних джерелах енергії.
Див. також Радіаційна аварія в бухті Чажма
Ізотопи кобальту Радіологічна зброя Кобальтова бомба
Примітки