Kobalt-60

izotop kobaltu From Wikipedia, the free encyclopedia

Kobalt-60
Remove ads

Kobalt-60 (60Co) je radioizotop kobaltu s poločasem přeměny 5,2713 roků.[3]

Stručná fakta Radon-222, Obecné ...
Thumb
Gama spektrum kobaltu-60

60Co se vyrábí uměle v jaderných reaktorech. Výroba spočívá v neutronové aktivaci 59Co, jediného přírodního izotopu kobaltu.[4]

Měřitelná množství tohoto izotopu se také vytvářejí jako vedlejší produkty běžného provozu jaderných elektráren a lze je detekovat při nehodách. Jeho tvorba je způsobována několikanásobnou neutronovou aktivací izotopů železa v ocelovém obalu reaktoru[5] přes 59Co; nejjednodušší z těchto reakcí je aktivace 58Fe. 60Co se přeměňuje beta minus přeměnou na nikl-60 (60Ni). Aktivovaný nikl vyzáří dva gama fotony o energiích 1,17 a 1,33 MeV, celková rovnice tedy vypadá takto:

59Co + n → 60Co → 60Ni + e + elektronové antineutrino + γ

Remove ads

Aktivita

Měrná aktivita 60Co činí 44 TBq/g. Konstanta absorbované dávky má hodnotu 0,35 mSv/(GBq h) 1 metr od zdroje. Ekvivalentní dávka závisí na vzdálenosti od zdroje a jeho aktivitě; například 60Co o aktivitě 2,8 GBq, tedy 60 μg čistého 60Co, vytváří ve vzdálenosti 1 m příkon efektivní dávky 1 mSv/h. Pozření 60Co omezuje vzdálenost na několik milimetrů a stejné dávky je dosaženo v několika sekundách.

Testovací zdroje, používané například při školních experimentech, mívají aktivity pod 100 kBq. Zařízení pro nedestruktivní zkoumání materiálu mají obvykle zdroje o aktivitě 1 TBq nebo vyšší.

Vysoké energie záření γ jsou způsobeny velkým rozdílem hmotnosti 60Ni a 60Co, přibližně 03003 u. Jejich hodnoty jsou kolem 20 W/g, tedy přibližně 30krát vyšší než u 238Pu.

Remove ads

Přeměna

Thumb
Schéma rozpadu 60Co a 60mCo

Na obrázku výše je znázorněno zjednodušené schéma rozpadu 60Co a 60mCo a jejich β-přeměny. Pravděpodobnost přeměny β na produkt o energii 2,1 MeV je 0,002 2 %, maximální energie přeměny činí 665,26 keV. Přechody energií mezi třemi úrovněmi vytvářejí paprsky gama o šesti různých frekvencích;[6] na obrázku jsou vyznačeny dva nejvýznamnější. Energie vnitřních konverzí jsou mnohem nižší než zobrazené hladiny.

60mCo je jaderným izomerem 60Co, s poločasem 10,467 minut,[1] přeměňující se na 60Co s vyzářením gama fotonů o energii 58,6 keV, nebo (s pravděpodobností 0,22 %) β-přeměnou na 60Ni.[6]

Remove ads

Použití

60Co je zdrojem vysokoenergetických paprsků gama, který má oproti jiným zdrojům o podobné intenzitě poměrně dlouhý poločas přeměny, 5,27 let. Částice β z tohoto nuklidu mají nízkou energii a lze je snadno odstínit, ovšem gama fotony mají energie kolem 1,3 MeV a jsou vysoce pronikavé. Vlastnosti kobaltu, jako jsou odolnost vůči oxidaci a nízká rozpustnost, jsou výhodami oproti jiným zdrojům, například cesiu-137.

Hlavními způsoby využití 60Co jsou:[7]

  • Značkovač pro kobalt při chemických reakcích
  • Sterilizace lékařských nástrojů[8]
  • Zdroj záření v radioterapii[9] (kobaltová terapie)
  • Zdroj záření v průmyslové radiografii[9]
  • Zdroj záření k měření tloušťky[9]
  • Zdroj záření při sterilizaci škodlivého hmyzu[10]
  • Zdroj záření při ozařování potravin a krve[8]

Tento izotop byl navržen jako složka kobaltových bomb, které mohou kontaminovat rozsáhlá území 60Co a učinit je tak neobyvatelnými. Jeden z návrhů spočíval v odražeči neutronů tvořeném stabilním izotopem 59Co. Po výbuchu měly přebytečné neutrony z jaderného štěpení tento izotop přeměnit na 60Co. Nejsou známé žádné případy výraznějšího zájmu o takovéto zbraně.

Výroba

60Co se nevyskytuje v přírodě a je tak třeba jej vyrábět uměle, což se provádí ostřelováním 59Co tepelnými neutrony;[7] jejich zdrojem může být kalifornium-252, kdy jako moderátor neutronů v jaderném reaktoru slouží voda.

59Co + n → 60Co

Bezpečnost

Po vstupu do organismu se část 60Co vyloučí ve stolici a zbytek je přijímán orgány, především játry, ledvinami a kostmi, kde delší vystavení tomuto izotopu může způsobit vznik nádorů. Absorbovaný kobalt se postupem času vylučuje v moči.[9]

Kontaminace oceli

Kobalt je obsažen v některých ocelích. Nekontrolované ukládání 60Co ve šrotu způsobilo přítomnost radioaktivity v několika železných výrobcích.[11][12]

Kolem roku 1983 bylo na Taiwanu dokončeno 1700 bytů, ve kterých byla přítomna ocel kontaminovaná kobaltem-60. Během následujících 9–20 let tyto budovy obývalo kolem 10 000 lidé; ti obdrželi dávku ionizujícího záření kolem 0,4 Sv, úmrtnost na rakovinu u nich ovšem byla nižší než je průměr v populaci Taiwanu.[7][13]

Nehody spojené s lékařskými zdroji záření

Při incidentu v Samut Prakan byl v roce 2000 zdroj ionizujícího záření obsahující 60Co, používaný v radioterapii, uložen na nezabezpečeném místě v Bangkoku a poté prodán sběračům šrotu. Aniž by si uvědomil nebezpečí, tak jeden ze zaměstnanců skládky odstranil stínění a odhalil zdroj, který poté zůstal několik dnů nechráněný. Deset lidí, mezi nimi sběrači odpadu a zaměstnanci skládky, bylo vystaveno vysokým dávkám radioaktivity a projevila se u nich nemoc z ozáření; v důsledku toho zemřeli tři zaměstnanci, kteří obdrželi dávku odhadovanou na více než 6 Gy. Zdroj byl následně bezpečně zlikvidován.[14]

V roce 2013 byl nákladní vůz přepravující zdroj záření obsahující 111 TBq 60Co z nemocnice v Tijuaně do úložiště radioaktivního odpadu odcizen na čerpací stanici nedaleko Ciudad de México.[15][16] Vůz byl brzy nalezen, zloději ovšem odstranili stínění zdroje, který zanechali na blízkém poli.[16][17]

Přestože první zprávy tvrdily, že jsou zloději „pravděpodobně vyřízení“,[18] tak u nich byla nemoc z ozáření dostatečně mírná, aby mohli být brzy předáni policii,[19] přičemž není známo, že by některý zemřel v důsledku incidentu.[20]

Remove ads

Odkazy

Loading related searches...

Wikiwand - on

Seamless Wikipedia browsing. On steroids.

Remove ads