Kobalt-60
| Radon-222 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Obecné | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Název, značka, číslo | Radon-222, Co, {{{protonové číslo}}} | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Chemická skupina | neznámé | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Izotopy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Není-li uvedeno jinak, jsou použity jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kobalt-60 (60Co) je radioizotop kobaltu s poločasem přeměny 5,2713 roků.[3]
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
Aktivita
[editovat | editovat zdroj]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.
Přeměna
[editovat | editovat zdroj]
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]
Použití
[editovat | editovat zdroj]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
[editovat | editovat zdroj]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
[editovat | editovat zdroj]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
[editovat | editovat zdroj]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
[editovat | editovat zdroj]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]
Odkazy
[editovat | editovat zdroj]Reference
[editovat | editovat zdroj]V tomto článku byl použit překlad textu z článku Cobalt-60 na anglické Wikipedii.
- ↑ a b c https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/chartNuc.jsp
- ↑ https://www.nndc.bnl.gov/nudat3/reColor.jsp?newColor=qbm
- ↑ K. Eckerman; A. Endo. Annals of the ICRP | Nuclear Decay Data for Dosimetric Calculations. [s.l.]: International Commission on Radiological Protection, 2008. ISBN 978-0-7020-3475-6. DOI 10.1016/j.icrp.2008.10.002. PMID 19285593. Kapitola Annex A. Radionuclides of the ICRP-07 collection, s. 35–96.
- ↑ G. R. Malkoske; J. Slack; J. L. Norton. Cobalt-60 production in CANDU power reactors. [s.l.]: Canadian Nuclear Society, 2002. Dostupné online. ISBN 978-0919784697.
- ↑ US EPA Radiation Protection: Cobalt
- ↑ a b Table of Isotopes decay data [online]. [cit. 2012-04-16]. Dostupné v archivu pořízeném dne 2017-12-24.
- ↑ a b c HÁLA, Jiří. Radioaktivní izotopy. [Tišnov]: Sursum 374 s. s. ISBN 978-80-7323-248-1, ISBN 80-7323-248-0. S. 108–114.
- ↑ a b Gamma Irradiators For Radiation Processing. [s.l.]: IAEA, 2005. Dostupné online. Archivováno 27. 8. 2018 na Wayback Machine.
- ↑ a b c d Cobalt Radiation Protection [online]. EPA [cit. 2012-04-16]. Dostupné online.
- ↑ Croatia fruit farmers fight flies
- ↑ radioactive contamination of steel
- ↑ IAEA Bulletin 47-2 [online]. EPA [cit. 2010-04-16]. Kapitola Lessons Learned The Hard Way. Dostupné v archivu pořízeném z origenálu dne 2010-07-18.
- ↑ CHEN, W. L.; LUAN, Y. C.; SHIEH, M. C.; CHEN, S. T.; KUNG, H. T.; SOONG, K. L; YEH, Y. C. Effects of Cobalt-60 Exposure on Health of Taiwan Residents Suggest New Approach Needed in Radiation Protection. Dose-Response. 25 August 2006, s. 63–75. DOI 10.2203/dose-response.06-105.Chen. PMID 18648557.
- ↑ The Radiological Accident in Samut Prakarn. [s.l.]: IAEA, 2002.
- ↑ Mexico Informs IAEA of Theft of Dangerous Radioactive Source [online]. IAEA, 2013-12-04 [cit. 2013-12-05]. Dostupné online.
- ↑ a b Mexico Says Stolen Radioactive Source Found in Field [online]. IAEA, 2013-12-05 [cit. 2013-12-05]. Dostupné online.
- ↑ Will Grant. BBC News - Mexico radioactive material found, thieves' lives 'in danger' [online]. BBC, 2013-12-05 [cit. 2013-12-05]. Dostupné online.
- ↑ Gabriela Martinez; Joshua Partlow. Thieves who stole lethal radioactive cobalt-60 in Mexico likely doomed [online]. Los Angeles Daily News, 2013-12-06 [cit. 2015-03-12]. Dostupné online.
- ↑ Alex Johnson. Six released from Mexican hospital but detained in theft of cobalt-60 [online]. 2013-12-06 [cit. 2015-03-12]. Dostupné online.
- ↑ Mary Cuddehe. What Happens When A Truck Carrying Radioactive Material Gets Robbed In Mexico [online]. Los Angeles Daily News, 2014-11-13 [cit. 2015-03-12]. Dostupné online.
Související články
[editovat | editovat zdroj]Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]
Obrázky, zvuky či videa k tématu Kobalt-60 na Wikimedia Commons - Cobalt-60, Centers for Disease Control and Prevention
- NLM Hazardous Substances Databank – Cobalt, Radioactive
- Beta decay of Cobalt-60, HyperPhysics, Georgia State University
- Dr. Henry Kelly. Cobalt-60 as a Dirty Bomb [online]. Federation of American Scientists, March 6, 2002 [cit. 2005-11-26]. Dostupné v archivu pořízeném z origenálu dne April 5, 2002.