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.

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
Symbole de l'isotope	Énergie d'excitation			Demi-vie	Mode(s) de désintégration^[1]^,^{[n 1]}	Isotope(s)-fils^{[n 2]}	Spin nucléaire
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-#
⁴⁹Co	27	22	48,98972(28)#	<35 ns	β⁺ ( < 0,1 %)	⁴⁹Fe	7/2-#
⁵⁰Co	27	23	49,98154(18)#	44(4) ms	β⁺, p (54 %)	⁴⁹Mn	(6+)
⁵⁰Co	27	23	49,98154(18)#	44(4) ms	β⁺ (46 %)	⁵⁰Fe	(6+)
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+#
^52mCo	380(100)# keV			104(11)# ms	TI	⁵²Co	2+#
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-)
^53mCo	3197(29) keV			247(12) ms	p (1,5 %)	⁵²Fe	(19/2-)
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+
^60mCo	58,59(1) keV			10,467(6) min	β⁻ (0,24 %)	⁶⁰Ni	2+
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+
^62mCo	22(5) keV			13,91(5) min	TI (1 %)	⁶²Co	5+
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-#

Isotopes notables

Cobalt 56

Cobalt 59

Cobalt 60

Table des isotopes

Remarques

Références

Voir aussi