Кобальт-60

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Кобальт-60
Cobalt-60m-decay.svg

Схема распада кобальта-60

Общие сведения
Название, символ Кобальт-60, 60Co
Альтернативные названия радиокобальт
Нейтронов 33
Протонов 27
Свойства нуклида
Атомная масса 59,9338171(7)[1] а. е. м.
Избыток массы −61 649,0(6)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон) 8 746,745(10)[1] кэВ
Период полураспада 5,2713(8)[2] лет
Продукты распада 60Ni
Родительские изотопы 60Fe
Спин и чётность ядра 5+[2]
Канал распада Энергия распада
β 2,82307(21)[1] МэВ

Ко́бальт-60, радиоко́бальт — радиоактивный нуклид химического элемента кобальта с атомным номером 27 и массовым числом 60. В природе практически не встречается из-за малого периода полураспада. Открыт в конце 1930-х годов Г. Сиборгом и Дж. Ливингудом в Калифорнийском университете в Беркли[3].

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 41,8 ТБк.

Образование и распад[править | править вики-текст]

Гамма-спектр распада кобальта-60. Видны линии, соответствующие энергиям 1,1732 и 1,3325 МэВ

Кобальт-60 является дочерним продуктом β-распада нуклида 60Fe (период полураспада составляет 1,5(3)·106[2] лет):

\mathrm{{}^{60}_{26}Fe} \rightarrow \mathrm{{}^{60}_{27}Co} + e^- + \bar{\nu}_e.

Кобальт-60 также претерпевает бета-распад (период полураспада 5,2713 года), в результате которого образуется стабильный изотоп никеля 60Ni:

\mathrm{^{60}_{27}Co}\rightarrow\mathrm{^{60}_{28}Ni}+ e^- + \bar{\nu}_e.

Наиболее вероятным является испускание электрона и антинейтрино с суммарной энергией 0,318 МэВ, 1,491 и 0,665 МэВ (в последнем случае вероятность составляет всего лишь 0,022 %)[4]. После их испускания нуклид 60Ni сразу находится, как правило, на одном из трёх энергетических уровней с энергиями 1,332, 2,158 и 2,505 МэВ (в зависимости от того, какую энергию унесла пара электрон/антинейтрино), а затем переходит в основное состояние, испуская гамма-кванты (3 уровня дают в комбинации 6 возможных частот гамма-излучения). Наиболее вероятным является испускание квантов с энергией 1,1732 МэВ и 1,3325 МэВ. Полная энергия распада кобальта-60 составляет 2,823 МэВ.

Изомеры[править | править вики-текст]

Известен единственный изомер 60Com со следующими характеристиками[2]:

  • Избыток массы: −61 590,4(6) кэВ;
  • Энергия возбуждения: 58,59(1) кэВ;
  • Период полураспада: 10,467(6) мин;
  • Спин и чётность ядра: 2+.

Распад изомерного состояния происходит по следующим каналам:

Получение[править | править вики-текст]

Кобальт-60 получают искусственно, подвергая единственный стабильный изотоп кобальта 59Co бомбардировке нейтронами (в атомном реакторе, или с помощью нейтронного генератора).

Применение[править | править вики-текст]

Кобальт-60 используется в производстве источников гамма-излучения с энергией около 1,3 МэВ, которые применяются для[5]:

  • стерилизации пищевых продуктов, медицинских инструментов и материалов;
  • активации посевного материала (для стимуляции роста и урожайности зерновых и овощных культур);
  • обеззараживания и очистки промышленных стоков, твёрдых и жидких отходов различных видов производств;
  • радиационной модификации свойств полимеров и изделий из них;
  • радиохирургии различных патологий (см. «кобальтовая пушка», гамма-нож);
  • гамма-дефектоскопии.

Также Кобальт-60 используется в системах контроля уровня металла в кристаллизаторе при непрерывной разливке стали. Является одним из изотопов, применяющихся в радиоизотопных источниках энергии.

Кобальт-60 в культуре[править | править вики-текст]

  • Французская пост-индастриал группа Cobalt 60 названа в честь данного изотопа.
  • Реактор на Кобальте-60 служил объектом религиозного поклонения в романе «Всемогущий атом» американского писателя-фантаста Роберта Силверберга.
  • Зак Снайдер снял фильм "Кобальт 60" о герое в маске по имени Кобальт 60, который мстит обидчику своей семьи Стронцию 90 в постапокалиптическом мире, где в основном живут мутанты, но иногда попадаются и удивительные существа.

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
  2. 1 2 3 4 G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  3. U. S. environmental protection agency. Who discovered cobalt and cobalt-60? (англ.) (09.02.2009). Проверено 28 августа 2010. Архивировано из первоисточника 9 мая 2012.
  4. WWW Table of Radioactive Isotopes (англ.). — Энергетические уровни 60Co. Проверено 28 августа 2010. Архивировано из первоисточника 9 мая 2012.
  5. Радиационные технологии на Ленинградской атомной станции. (рус.). — Раздел: производство изотопа кобальта-60. Проверено 28 августа 2010. Архивировано из первоисточника 9 мая 2012.