Cobalt-60
| Cobalt-60 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Schema de dezintegrare Cobalt-60 | |||||
| Nume, simbol | Cobalt-60, 60 Co | ||||
| Titluri alternative | radiocobalt | ||||
| Neutroni | 33 | ||||
| Proprietățile nuclidelor | |||||
| Masă atomică | 59,9338171(7) [1] a. mânca. | ||||
| defect de masă | −61 649,0(6) [1] k eV | ||||
| Energie de legare specifică (per nucleon) | 8 746,745(10) [1] keV | ||||
| Jumătate de viață | 5.2713(8) [2] ani | ||||
| Produse de degradare | 60 Ni | ||||
| Izotopi parentali | 60 Fe | ||||
| Spinul și paritatea nucleului | 5 + [2] | ||||
|
|||||
| Tabelul nuclizilor | |||||
| Fișiere media la Wikimedia Commons | |||||
Cobalt-60 , radiocobaltul este un nuclid radioactiv al elementului chimic cobalt cu număr atomic 27 și număr de masă 60. Practic nu se găsește niciodată în natură datorită timpului scurt de înjumătățire. Descoperit la sfârșitul anilor 1930 de G. Seaborg și J. Livinggood la Universitatea din California din Berkeley [3] .
Activitatea unui gram din acest nuclid este de aproximativ 41,8 TBq .
Cobaltul-60 este cel mai longeviv dintre izotopii radioactivi ai cobaltului și are aplicații practice importante.
Formare și dezintegrare
Cobaltul-60 este un produs fiică al dezintegrarii β a nuclidului 60 Fe (timp de înjumătățire este de 2,6⋅10 6 ani [2] ):
Cobaltul-60 suferă, de asemenea, degradare beta ( timp de înjumătățire 5,2713 ani ), care produce izotopul stabil de nichel 60Ni :
Starea fundamentală a nucleului 60 Co are spin și paritate J π = 5 + , iar starea fundamentală a nucleului fiu 60 Ni are J π = 0 + . Prin urmare, dezintegrarea beta la starea fundamentală este foarte puternic suprimată din cauza schimbării mari a spinului care ar fi necesară pentru o astfel de tranziție. Dezintegrarile beta ale 60 Co apar numai în stările excitate de 60 Ni, care au un spin mare: 1,332 MeV (2 + ), 2,158 MeV (2 + ) și 2,505 MeV (4 + ).
Cea mai probabilă este emisia unui electron și a unui antineutrin cu o energie totală de 0,318 MeV , 1,491 MeV sau 0,665 MeV (în acest din urmă caz, probabilitatea este de doar 0,022%) [4] . După emisia lor , nuclidul 60 Ni se află imediat, de regulă, la unul dintre cele trei niveluri de energie cu energii de 1,332, 2,158 și 2,505 MeV (în funcție de energia pe care perechea electron/antineutrino a dus-o) și apoi intră în pământ. stare, emitând gamma-quanta (3 niveluri dau o combinație de 6 energii posibile de radiație gamma) sau prin transferul de energie către electroni de conversie . Cea mai probabilă este emisia în cascadă de raze gamma cu energii de 1,1732 MeV și 1,3325 MeV . Energia totală de descompunere a cobaltului-60 este de 2,823 MeV .
Izomeri
Singurul izomer cunoscut 60m Co cu următoarele caracteristici [2] :
- Exces de masă: −61 590,4(6) keV;
- Energia de excitare: 58,59(1) keV;
- Timp de înjumătățire: 10,467(6) min;
- Spinul și paritatea nucleului: 2 + .
Decăderea stării izomerice are loc prin următoarele canale:
- tranziție izomeră la starea fundamentală (probabilitate ~100%);
- β - degradare (probabilitate 0,24(3)%) la nichel-60.
Obținerea
Cobaltul-60 este obținut artificial prin supunerea singurului izotop stabil de cobalt 59Co la un bombardament cu neutroni termici (într-un reactor nuclear sau folosind un generator de neutroni). Cea mai profitabilă este producția de cobalt-60 la reactoarele RBMK , deoarece în acest caz nu sunt necesare echipamente sau măsuri suplimentare, dar în loc de absorbante suplimentare standard cu carbură de bor, absorbante de cobalt sunt instalate pentru o perioadă de 5 ani, inclusiv 1152 nichel. -cobalt natural placat-59 tablete. [5] [6]
Aplicație
Cobaltul-60 este utilizat în producerea surselor de radiații gamma cu o energie de aproximativ 1,3 MeV , care sunt utilizate pentru [7] :
- sterilizarea produselor alimentare, instrumentelor și materialelor medicale;
- activarea semințelor (pentru a stimula creșterea și randamentul culturilor de cereale și legume);
- dezinfecția și purificarea efluenților industriali, a deșeurilor solide și lichide din diverse tipuri de industrii;
- modificarea prin radiație a proprietăților polimerilor și produselor obținute din aceștia;
- radiochirurgie pentru diverse patologii (vezi „ pistol cu cobalt ”, cuțit gama );
- gammaterapie la distanță și intracavitară;
- detectarea defectelor gamma ;
- determinarea consistenței (densității) amestecurilor lichide pompate prin conducte ca parte a instrumentelor-consistometre (densimetre) [8] ;
- în sistemele de monitorizare a nivelului metalului într-o matriță în timpul turnării continue a oțelului .
Este unul dintre izotopii utilizați în sursele de energie radioizotopice (RTG -uri etc. ).
Cobalt-60 în cultură
- În filmul Fear City (1959), complotul se învârte în jurul furtului unui container de cobalt-60 în cantități suficiente pentru a distruge întreaga populație din Los Angeles.
- Grupul post-industrial francez Cobalt 60 poartă numele acestui izotop.
- Un reactor cu cobalt-60 (deși un reactor nuclear care funcționează pe acest izotop este în principiu imposibil, deoarece cobaltul-60 nu este un izotop fisionabil , precum ruteniul-106 , cesiu-137 și stronțiul-90 ) , cunoscut pe scară largă , a servit ca obiect de cult religios în romanul „Atomul Atotputernic” al scriitorului american de science-fiction Robert Silverberg .
- DC Comics are o benzi desenate Cobalt-60 (primul număr 1968) cu personajul principal cu același nume. El poartă o mască și vrea să se răzbune pe inamicul său numit Strontium-90 . Pe baza motivelor sale și sub același nume, se filmează un film de Zack Snyder .
- În Castle (sezonul 3, episoadele 16-17), personajele principale au fost iradiate cu cobalt-60 și au împiedicat o bombă să explodeze cu ea. New York era sub amenințare .
- În serialul „9-1-1” (sezonul 3, episodul 9), personajele principale au eliminat consecințele unui accident în care a fost implicat un camion care a transportat ilegal cobalt-60.
- În jocul video Detroit: Become Human , cobaltul-60 ar putea fi folosit ca o „bombă murdară”.
Vezi și
- Accident de radiații în Golful Chazhma
- Proiectul Taiga
- Izotopi de cobalt
- Arme radiologice
- bombă cu cobalt
Note
- ↑ 1 2 3 4 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tabele, grafice și referințe (engleză) // Fizica nucleară A . - 2003. - Vol. 729 . - P. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - Cod .
- ↑ 1 2 3 4 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - Cod biblic .
- ↑ Agenția SUA pentru protecția mediului. Cine a descoperit cobaltul și cobaltul-60? (engleză) (9 februarie 2009). Preluat la 28 august 2010. Arhivat din original la 8 mai 2012.
- ↑ Tabelul WWW al izotopilor radioactivi . – Niveluri de energie 60 Co. Preluat la 28 august 2010. Arhivat din original la 8 mai 2012.
- ↑ cap. ed. PA Yakovlev : La a treia unitate de putere a CNE Smolensk, pentru prima dată, a început producția unui radioizotop industrial de cobalt . Atomic Energy 2.0 S. 95807. Rosatom (1 iulie 2019). Preluat la 26 mai 2022. Arhivat din original la 26 mai 2022.
- ↑ cap. ed. P. A. Yakovlev : Rosenergoatom a început producția unui izotop unic de cobalt-60 la a treia unitate de putere a CNE Kursk . Atomic Energy 2.0 S. 125070. Rosatom (26 mai 2022). Preluat la 26 mai 2022. Arhivat din original la 26 mai 2022.
- ↑ Tehnologii de radiație la centrala nucleară Leningrad. (link indisponibil) . - Sectiunea: producerea izotopului cobalt-60. Consultat la 28 august 2010. Arhivat din original la 30 iulie 2009.
- ↑ http://dp.vniims.ru/TSI/899008F5ABA99A434.pdf (link inaccesibil)
 Dicționare și enciclopedii |
|---|