Isotopes du cobalt

Le cobalt (Co, numéro atomique 27) possède 29 isotopes connus de nombre de masse variant de 47 à 75, et onze isomères nucléaires. Un seul de ces isotopes, 59Co, est stable et représente la totalité du cobalt naturel, faisant du cobalt un élément monoisotopique et mononucléidique. On lui attribue une masse atomique standard de 58,933195(5) u.

Sur les 28 radioisotopes artificiels caractérisés, les plus stables sont 60Co avec une demi-vie 5,2714 ans, suivi de 57Co avec une demi-vie de 271,79 jours, de 56Co (77,27 jours) et 58Co (70,86 jours). Tous les autres isotopes ont une demi-vie inférieure à 18 heures et la majorité d'entre eux inférieure à une seconde. Le cobalt possède également 11 isomères nucléaires, tous ayant une demi-vie inférieure à 15 minutes.

Les isotopes plus légers que 59Co se désintègrent principalement par émission de positron (β+), sauf 48Co et 49Co qui se désintègrent principalement par émission de proton, et 57Co par capture électronique. Tous se désintègrent principalement en isotopes du fer. Les isotopes plus lourds se désintègrent eux principalement par désintégration β− en isotopes du nickel.

Isotopes notables

Cobalt 56

Le cobalt 56 (56Co) possède un noyau composé de 27 protons et de 29 neutrons. Cet isotope radioactif une demi-vie de 77,27 jours. Il est produit massivement lors des explosions de supernovas, dont leurs courbes de décroissance lumineuse sont en partie alimentées par sa décroissance radioactive.
L'une des réactions nucléaires terminales dans les étoiles avant l'explosion en supernova produit l'isotope de nickel 56. Le nickel 56 se désintègre ensuite en cobalt 56, qui se désintègre ensuite en fer 56. Ces désintégrations alimentent la luminosité affichée dans les courbes de décroissance lumineuse. Les courbes de décroissance lumineuse et de désintégration radioactive devraient être exponentielles. Par conséquent, la courbe de décroissance lumineuse devrait donner une indication sur les réactions de désintégrations radioactives qui l'alimentent. Cela a été confirmé par l'observation des courbes de décroissance lumineuse bolométrique pour SN 1987A. Entre 600 et 800 jours après la survenue de SN 1987A, la courbe de lumière bolométrique a diminué à un taux exponentiel avec des valeurs de demi-vie allant de 68,6 jours à 69,6 jours. Le taux auquel la luminosité a diminué correspondait de près à celui attendu d'une désintégration exponentielle du cobalt 56.

Cobalt 59

Le cobalt 59 (59Co) possède un noyau composé de 27 protons et de 32 neutrons. C'est le seul isotope stable du cobalt, et le seul isotope présent dans la nature.

Cobalt 60

Le cobalt 60 (60Co) possède un noyau composé de 27 protons et de 33 neutrons. Cet isotope radioactif a la demi-vie la plus longue de tous les radioisotopes du cobalt, de 5,2714 ans.

Table des isotopes

Symbole
de l'isotope 		Z (p) N (n) masse isotopique Demi-vie Mode(s) de
désintégration[1],[n 1] 		Isotope(s)-fils[n 2] Spin nucléaire
Énergie d'excitation
47Co 27 20 47,01149(54)# 7/2-#
48Co 27 21 48,00176(43)# p 47Fe 6+#
49Co 27 22 48,98972(28)# <35 ns p ( > 99,9 %) 48Fe 7/2-#
β+ ( < 0,1 %) 49Fe
50Co 27 23 49,98154(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)# keV 104(11)# ms β+ 52Fe 2+#
TI 52Co
53Co 27 26 52,954219(19) 242(8) ms β+ 53Fe 7/2-#
53mCo 3197(29) keV 247(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) min β+ 54Fe (7)+
55Co 27 28 54,9419990(8) 17,53(3) h β+ 55Fe 7/2-
56Co 27 29 55,9398393(23) 77,233(27) j β+ 56Fe 4+
57Co 27 30 56,9362914(8) 271,74(6) j CE 57Fe 7/2-
58Co 27 31 57,9357528(13) 70,86(6) j β+ 58Fe 2+
58m1Co 24,95(6) keV 9,04(11) h TI 58Co 5+
58m2Co 53,15(7) keV 10,4(3) µs 4+
59Co 27 32 58,9331950(7) Stable 7/2-
60Co 27 33 59,9338171(7) 5,2713(8) a β− 60Ni 5+
60mCo 58,59(1) keV 10,467(6) min TI (99,76 %) 60Co 2+
β− (0,24 %) 60Ni
61Co 27 34 60,9324758(10) 1,650(5) h β− 61Ni 7/2-
62Co 27 35 61,934051(21) 1,50(4) min β− 62Ni 2+
62mCo 22(5) keV 13,91(5) min β− (99 %) 62Ni 5+
TI (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 42 68,94632(36) 227(13) ms β− (>99,9 %) 69Ni 7/2-#
β−, n ( < 0,1 %) 68Ni
70Co 27 43 69,9510(9) 119(6) ms β− (>99,9 %) 70Ni (6-)
β−, n ( < 0,1 %) 69Ni
70mCo 200(200)# keV 500(180) ms (3+)
71Co 27 44 70,9529(9) 97(2) ms β− (>99,9 %) 71Ni 7/2-#
β−, n (< 0,1 %) 70Ni
72Co 27 45 71,95781(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-#
  1. ↑ Abréviations :
    CE : capture électronique ;
    TI : transition isomérique.
  2. ↑ Isotopes stables en gras.

Remarques

  • Les valeurs marquées # ne sont pas purement dérivées des données expérimentales, mais aussi au moins en partie à partir des tendances systématiques. Les spins avec des arguments d'affectation faibles sont entre parenthèses.
  • Les incertitudes sont données de façon concise entre parenthèses après la décimale correspondante. Les valeurs d'incertitude dénotent un écart-type, à l'exception de la composition isotopique et de la masse atomique standard de l'IUPAC qui utilisent incertitudes élargies.
  • La masse des isotopes est donnée par la Commission sur les symboles, les unités, la nomenclature, les masses atomiques et les constantes fondamentales (SUNAMCO) de l'IUPAC
  • Les abondances isotopiques sont donnés par la Commission des Abondances isotopiques et des Poids atomiques de l'IUPAC.

Références

  1. ↑ (en) Universal Nuclide Chart


Voir aussi


1  H                                                             He
2  Li Be   B C N O F Ne
3  Na Mg   Al Si P S Cl Ar
4  K Ca   Sc Ti V Cr Mn Fe Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5  Rb Sr   Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6  Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7  Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
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