Відкрити головне меню
Кобальт-60
Cobalt-60m-decay.svg

Схема розпаду кобальту-60

Загальні відомості
Назва, символ радіокобальт,60Co
Нейтронів 33
Протонів 27
Властивості ізотопу
Період напіврозпаду 5,2713(8)[1] років
Батьківські ізотопи 60Fe
Продукти розпаду 60Ni
Атомна маса 59,9338171(7)[2] а.о.м
Спін 5+[1]
Дефект маси −61 649,0(6)[2] кеВ
Канал розпаду Енергія розпаду
β 2,82307(21)[2] МеВ

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[3].

Активність одного грама цього нукліду становить близько 41,8 ТБк.

Кобальт-60 має найбільший час життя з радіоактивних ізотопів кобальту[en], і має важливі практичні застосування.

Утворення і розпадРедагувати

 
Гамма-спектр розпаду кобальту-60. Видно лінії, що відповідають енергіям 1,1732 і 1,3325 МеВ

Кобальт-60 є дочірнім продуктом β-розпаду нукліду 60Fe (період напіврозпаду складає 1,5(3)×106 років[1]):

 

Кобальт-60 також зазнає бета-розпаду (період напіврозпаду 5,2713 років), в результаті якого утворюється стабільний ізотоп нікелю 60Ni:

 

Основний стан ядра 60Co має спін і парність J π = 5+, а основний стан дочірнього ядра 60Ni має J π = 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 60Co відбуваються лише у збуджені стани 60Ni, що мають великий спін: 1,332 МеВ (2+), 2,158 МеВ (2+) і 2,505 МеВ (4+).

Найімовірнішим є випускання електрона і антинейтрино з сумарною енергією 0,318 МеВ, 1,491 МеВ і 0,665 МеВ (в останньому випадку ймовірність становить всього 0,022 %)[4]. Після їх випускання нуклід 60Ni одразу перебуває, зазвичай, на одному з трьох енергетичних рівнів з енергіями 1,332, 2,158 і 2,505 МеВ (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 1,1732 МеВ і 1,3325 МеВ. Повна енергія розпаду кобальту-60 становить 2,823 МеВ.

ІзомериРедагувати

Відомий єдиний ізомер 60mCo з наступними характеристиками[1]:

  • Надлишок маси: −61 590,4(6) кеВ;
  • Енергія збудження: 58,59(1) кеВ;
  • Період напіврозпаду: 10,467(6) хв;
  • Спін і парність ядра: 2+.

Розпад ізомерного стану відбувається наступними каналами:

ОтриманняРедагувати

Кобальт-60 отримують штучно, піддаючи єдиний стабільний ізотоп кобальту 59Co бомбардуванню тепловими нейтронами (в атомному реакторі або з допомогою нейтронного генератора).

ЗастосуванняРедагувати

Кобальт-60 використовується у виробництві джерел гамма-випромінювання з енергією близько 1,3 МеВ, які використовуються для[5]:

  • 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-ніж[ru]);
  • 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. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

  1. а б в г Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 3–128. — Bibcode:2003NuPhA.729....3A. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.(англ.)
  2. а б в Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references. // Nuclear Physics A. — 2003. — Vol. 729. — P. 337—676. — Bibcode:2003NuPhA.729..337A. — DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.(англ.)
  3. U. S. environmental protection agency (09.02.2009). Who discovered cobalt and cobalt-60? (en). Архів оригіналу за 29.08.2010. Процитовано 2010-08-28. (англ.)
  4. WWW Table of Radioactive Isotopes (en). Архів оригіналу за 2012-05-08. Процитовано 2010-08-28. (англ.)
  5. Радиационные технологии на Ленинградской атомной станции. Архів оригіналу за 2009-07-30. Процитовано 2010-08-28. (рос.)