Cobalt 60

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Le cobalt 60, noté 60Co, est l'isotope du cobalt dont le nombre de masse est égal à 60 : son noyau atomique compte 27 protons et 33 neutrons avec un spin 5+ dans son état fondamental pour une masse atomique de 59,9338171 g/mol. Il est caractérisé par un défaut de masse de 61 644 218 ± 1 422 eV/c2 et une énergie de liaison nucléaire de 524 800 045 ± 1 424 eV[1].

Mode de désintégration du 60Co et du 60mCo.
Spectre γ du 60Co montrant les raies de 1,1732 et 1,3325 MeV.

Il s'agit d'un radionucléide qui donne du nickel 60 par désintégration β- avec une énergie de désintégration de 2,824 MeV et une période radioactive de 1 925,1 ± 0,1 jours (5,2714 ans, la moins brève des radioisotopes du cobalt). Du fait de cette brièveté, le cobalt 60 est absent du milieu naturel et doit être produit artificiellement par bombardement de neutrons thermiques — généralement modérés au 252Cf à travers de l'eau — sur du cobalt 59, seul isotope stable du cobalt. Cette méthode induit la formation d'une fraction d'isomère 60mCo, qui correspond à une énergie d'excitation de 58,59 keV libérée sous forme de photons γ avec une période de 628 secondes (10,467 minutes).

L'activité massique du 60Co est, compte tenu de sa période radioactive, de 44 TBq/g. Il donne des rayons β- (électrons) faiblement pénétrants, mais ce sont les raies γ de 1,1732 et 1,3325 MeV des isomères du 60Ni issus de la désintégration du cobalt 60 qui sont très utilisées compte tenu de leur intensité, de la facilité avec laquelle on peut produire ce radioisotope et de la faible durée de vie de ce dernier :

  • En médecine, on a longtemps utilisé des sources de cobalt 60 en radiothérapie, mais cette technique avait l'inconvénient de devoir se débarrasser tous les cinq ans d'une source encore très radioactive susceptible de causer des accidents, sans compter le fait que le cobalt a tendance à partir en poussières ; on utilise aujourd'hui des accélérateurs linéaires, bien plus sûrs et contrôlables.
  • Dans l'industrie, les rayons γ servent à stériliser le matériel médical ou alimentaire, voire — bien que l'innocuité en soit encore controversée — pour l'irradiation des aliments.
  • D'un point de vue militaire, du 59Co stable peut être incorporé à une bombe nucléaire pour donner, en absorbant des neutrons émis lors de la réaction nucléaire à l'impact, du 60Co radioactif dispersé par l'explosion dans le but de contaminer fortement l'environnement de la cible et le rendre inhabitable pour plusieurs décennies (concept de la « bombe salée »).

Avec une probabilité infime, l'isomère 60mCo peut également subir une désintégration β- et donner l'un ou l'autre des deux isomères du 60Ni de spin nucléaire 2+.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Matpack – Periodic Table of the Elements Properties of Nuclides: 27-Co-60.

Articles connexes[modifier | modifier le code]

  s1 s2 g f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 p1 p2 p3 p4 p5 p6
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 Co 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 Uut Fl Uup Lv Uus Uuo
8 Uue Ubn * Ute Uqn Uqu Uqb Uqt Uqq Uqp Uqh Uqs Uqo Uqe Upn Upu Upb Upt Upq Upp Uph Ups Upo Upe Uhn Uhu Uhb Uht Uhq Uhp Uhh Uhs Uho
   
  g1 g2 g3 g4 g5 g6 g7 g8 g9 g10 g11 g12 g13 g14 g15 g16 g17 g18  
  * Ubu Ubb Ubt Ubq Ubp Ubh Ubs Ubo Ube Utn Utu Utb Utt Utq Utp Uth Uts Uto  


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