2) 59Co
3) 60Fe
4) 60Ni (+)
При β−-распаде внутри ядра нейтрон превращается в протон с испусканием электрона и электронного антинейтрино: 1n → 1p + e− + ν̄e. Массовое число при этом сохраняется, а зарядовое число увеличивается на единицу. Поэтому для кобальта с атомным номером 27 и массовым числом 60 образуется нуклид с Z = 28 и A = 60 — стабильный 60Ni.
Распад 60Co обычно приводит не сразу к основному состоянию никеля, а к возбуждённому состоянию 60Ni. Последующая ядерная релаксация сопровождается испусканием двух характерных γ-квантов с энергиями около 1,17 и 1,33 МэВ, что имеет важное значение для радионуклидной диагностики, дозиметрии и лучевой терапии. Таким образом, дочерний элемент определяется изменением зарядового числа и сохранением массового числа, а не видом последующего γ-излучения.
Другие приведённые нуклиды не соответствуют этим закономерностям. 59Co имеет другое массовое число, 63Cu — иное массовое число и зарядовое число, а 60Fe является предшественником в цепочке β−-превращений: его распад может приводить к образованию 60Co, но не наоборот. Ключевым диагностическим признаком является сохранение A и увеличение Z на единицу.
| Вид ядерного превращения | Изменение массового числа A | Изменение зарядового числа Z | Основной механизм | Пример результата |
|---|---|---|---|---|
| β−-распад | Не изменяется | Увеличивается на 1 | Нейтрон превращается в протон с испусканием электрона и антинейтрино | 60Co → 60Ni |
| β+-распад | Не изменяется | Уменьшается на 1 | Протон превращается в нейтрон с испусканием позитрона и нейтрино | 18F → 18O |
| Электронный захват | Не изменяется | Уменьшается на 1 | Ядро захватывает орбитальный электрон; протон превращается в нейтрон | 125I → 125Te |
| α-распад | Уменьшается на 4 | Уменьшается на 2 | Испускание ядра гелия 4He | 226Ra → 222Rn |
| γ-переход | Не изменяется | Не изменяется | Переход возбуждённого ядра в состояние с меньшей энергией | Возбуждённое 60Ni → основное состояние 60Ni |
| Цепочка 60Fe–60Co–60Ni | Сохраняется на β-этапах | Последовательно увеличивается на 1 | Последовательные β−-превращения с последующей γ-релаксацией | 60Fe → 60Co → 60Ni |
Для определения дочернего нуклида достаточно применить правила сохранения нуклонного состава и электрического заряда. В случае 60Co массовое число остаётся равным 60, а атомный номер возрастает с 27 до 28. Поэтому дочерним элементом является 60Ni, а γ-излучение представляет собой этап перехода образовавшегося ядра из возбуждённого состояния.