コバルトの同位体

天然コバルト（Co）は、単一の安定同位体である⁵⁹ Co で構成されています（したがって、コバルトは一核種元素です）。28 種類の放射性同位体が特徴付けられており、最も安定しているのは半減期が5.2714 年の⁶⁰ Coで、続いて⁵⁷ Co（271.811 日）、⁵⁶ Co（77.236 日）、および⁵⁸ Co（70.844 日）です。その他の同位体の半減期はすべて 18 時間未満で、そのほとんどは半減期が 1 秒未満です。この元素には 19 種類のメタ状態もあり、その中で最も安定しているのは半減期が 8.853 時間の ^{58m1 Co です。}

コバルトの同位体は、原子量が⁵⁰ Co から78 ^Coの範囲です。安定同位体⁵⁹ Coより原子量が小さい同位体の主な崩壊モードは電子捕獲であり、原子量が 59 より大きい同位体の主な崩壊モードはベータ崩壊です。59 Coより前の主な崩壊生成物は鉄同位体であり、 ⁵⁹ Coより後の主な生成物はニッケル同位体です。

放射性同位元素は様々な核反応によって生成される。例えば、⁵⁷ Coは鉄のサイクロトロン照射によって生成される。主な反応は（d,n）反応⁵⁶ Fe + ² H → n + ⁵⁷ Coである^。[4]

超新星爆発前の恒星における終末核反応の 1 つで、⁵⁶ Ni が生成される。生成後、⁵⁶ Ni は⁵⁶ Co に崩壊し、続いて^{56 Co が56} Feに崩壊する。これらの崩壊反応が、光崩壊曲線に表示される光度を生み出す。光崩壊曲線と放射性崩壊曲線はどちらも指数関数的であると予想される。したがって、光崩壊曲線は、それを生み出す核反応の指標となるはずである。これは、SN 1987Aの放射光崩壊曲線の観測によって確認されている。SN1987A の発生後 600 日から 800 日の間に、放射光曲線は指数関数的に減少し、半減期はτ _1/2 = 68.6 日から τ _1/2 = 69.6 日となった。^[6]光度の減少率は、半減期τ1 _/2 = 77.233日 である^{56Coの指数関数的減少とほぼ一致した。}

コバルト57（^57CoまたはCo-57）は医療検査に使用され、ビタミンB12の摂取量の_放射性標識として使用されます。シリング試験に有用です。^[7]

コバルト 60 ( ^{60 Co または Co-60) は}放射線治療に使用されます。これは1.17 MeVと 1.33 MeVのエネルギーを持つ 2 つのガンマ線を生成します。60 Co 源は直径約 2 cm で^、その結果として幾何学的な半影が生成され、放射線場の端がぼやけます。この金属は微細な粉塵を生成するという残念な性質があり、放射線防護の問題を引き起こします。60 Co 源は約^{5年間有効ですが、この時点を過ぎてもまだ非常に放射能が強いため、コバルト装置は線形}加速器が一般的な西洋世界では好まれなくなりました。

コバルト60（^60Co ）は、予測可能な量で生成でき、原子炉内で天然コバルトを中性子にさらすだけで高い放射能が得られるため、ガンマ線源として有用である。 ^[8]工業用コバルトの用途には以下が含まれる。

• 医療用品および医療廃棄物の滅菌
• 食品の殺菌のための放射線処理（低温殺菌）^[9]
• 工業用放射線検査（例：溶接部の完全性検査）
• 密度測定（例：コンクリートの密度測定）
• タンク充填高さスイッチ

^{57 Co は、}鉄含有サンプルのメスバウアー分光法の光源として使用されます。57 Co による電子捕獲により⁵⁷ Fe 核の励起状態が形成され、ガンマ線を放出して基底状態に崩壊します。ガンマ線スペクトルの測定により、サンプル内の鉄原子の化学状態に関する情報が得られます。

• 同位体質量:
  • アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11。 001
• 半減期、スピン、異性体データは、以下のソースから選択されています。
  • アウディ、ジョルジュ。ベルシヨン、オリヴィエ。ジャン・ブラショー。Wapstra、Aaldert Hendrik (2003)、「核および崩壊特性の NUBASE 評価」、核物理学 A、729 : 3–128、Bibcode :2003NuPhA.729....3A、doi :10.1016/j.nuclphysa.2003.11。 001
  • 国立核データセンター。「NuDat 2.x データベース」。ブルックヘブン国立研究所。
  • ホールデン、ノーマン E. (2004)。「11. 同位体の表」。ライド、デビッド R. (編)。CRC化学および物理学ハンドブック(第 85 版)。フロリダ州ボカラトン: CRC プレス。ISBN 978-0-8493-0485-9。