Cobalt-60 - Cobalt-60
 | |
| Em geral | |
|---|---|
| Símbolo | 60 Co |
| Nomes | cobalto-60, Co-60 |
| Prótons | 27 |
| Nêutrons | 33 |
| Dados de nuclídeo | |
| Abundância natural | vestígio |
| Meia-vida | 5,27 anos |
| Massa isotópica | 59,9338222 u |
| Rodar | 5+ |
| Modos de deterioração | |
| Modo de decaimento | Energia de decaimento ( MeV ) |
| β ( decaimento beta ) | 0,317 |
| γ ( raios gama ) | 1.1732,1.3325 |
|
Isótopos de cobalto Tabela completa de nuclídeos | |
Cobalto-60 ( 60 Co) é um isótopo radioativo sintético de cobalto com meia-vida de 5,2713 anos. É produzido artificialmente em reatores nucleares . A produção industrial deliberada depende da ativação de nêutrons de amostras em massa do isótopo de cobalto monoisotópico e mononuclídico 59
Co
. Quantidades mensuráveis também são produzidas como um subproduto da operação típica de uma usina nuclear e podem ser detectadas externamente quando ocorrem vazamentos. No último caso (na ausência de cobalto adicionado ), o acidentalmente produzido60
Co
é em grande parte o resultado de vários estágios de ativação de nêutrons de isótopos de ferro nas estruturas de aço do reator por meio da criação de seu59
Co
precursor. O caso mais simples deste último resultaria da ativação de58
Fe
. 60
Co
sofre decaimento beta para o isótopo estável de níquel-60 (60
Ni
) O núcleo de níquel ativado emite dois raios gama com energias de 1,17 e 1,33 MeV , portanto, a equação geral da reação nuclear (ativação e decadência) é:
59
27Co
+ n → 60
27Co
→ 60
28Ni
+ e - +
ν
e + raios gama.
Atividade
Correspondendo à sua meia-vida, a atividade radioativa de um grama de60
Co
é 44 T Bq (cerca de 1100 curies ). A constante de dose absorvida está relacionada à energia e ao tempo de decaimento. Para60
Co
é igual a 0,35 mSv / (GBq h) a um metro da fonte. Isso permite o cálculo da dose equivalente , que depende da distância e da atividade.
Por exemplo, um 60
Co
fonte com uma atividade de 2,8 GBq, o que equivale a 60 μg de puro 60
Co
, gera uma dose de 1 mSv a um metro de distância em uma hora. A deglutição de60
Co
reduz a distância para alguns milímetros, e a mesma dose é alcançada em segundos.
Fontes de teste, como aquelas usadas para experimentos escolares, têm uma atividade de <100 kBq. Dispositivos para teste de material não destrutivo usam fontes com atividades de 1 TBq e mais.
As altas energias γ resultam em uma diferença significativa de massa entre 60
Ni
e 60
Co
de 0,003 u . Isso equivale a quase 20 watts por grama, quase 30 vezes maior do que o de238
Pu
.
Decair
O diagrama mostra um esquema de decaimento (simplificado) de60
Co
e 60m
Co
. As principais transições de decaimento β são mostradas. A probabilidade para população de nível médio de energia de 2,1 MeV por β-decaimento é 0,0022%, com energia máxima de 665,26 keV. As transferências de energia entre os três níveis geram seis frequências de raios gama diferentes. No diagrama, os dois importantes estão marcados. As energias de conversão interna estão bem abaixo dos níveis de energia principais.
60m
Co
é um isômero nuclear de60
Co
com meia-vida de 10,467 minutos. Ele decai por transição interna para60
Co
, emitindo raios gama de 58,6 keV, ou com baixa probabilidade (0,22%) por decaimento β em 60
Ni
.
Formulários
Co
scanner de raios gama (2007)
Co
está nos tubos centrais
A principal vantagem de 60
Co
é que ele é um emissor de raios gama de alta intensidade com meia-vida relativamente longa, 5,27 anos, em comparação com outras fontes de raios gama de intensidade semelhante. A energia de decaimento β é baixa e facilmente blindada; no entanto, as linhas de emissão de raios gama têm energias em torno de 1,3 MeV e são altamente penetrantes. As propriedades físicas do cobalto, como resistência à oxidação em massa e baixa solubilidade em água, oferecem algumas vantagens em segurança no caso de uma quebra de contenção em relação a outras fontes gama, como o césio-137 . Os principais usos para60
Co
estão:
- Como traçador de cobalto em reações químicas
- Esterilização de equipamentos médicos.
- Fonte de radiação para radioterapia médica . Terapia de cobalto , usando feixes de raios gama de60
Co
máquinas de teleterapia para tratar o câncer. - Fonte de radiação para radiografia industrial .
- Fonte de radiação para dispositivos de nivelamento e medidores de espessura.
- Fonte de radiação para esterilização de insetos-pragas .
- Como fonte de radiação para irradiação de alimentos e irradiação de sangue .
O cobalto tem sido discutido como um elemento " salgado " para adicionar às armas nucleares , para produzir uma bomba de cobalto , uma arma extremamente "suja" que contaminaria grandes áreas com 60
Co
precipitação nuclear , tornando-os inabitáveis. Em um projeto hipotético, a adulteração da arma seria feita de59
Co
. Quando a bomba explodiu, o excesso de nêutrons da fissão nuclear iria irradiar o cobalto e transmutá-lo em60
Co
. Nenhuma nação é conhecida por ter feito qualquer desenvolvimento sério deste tipo de arma.
.jpg)
Co
agulha implantada em tumores para radioterapia, por volta de 1955.
.jpg)
Co
fonte no tubo, centro.
Co
fonte de esterilização de mutucas no Programa de Erradicação da Verme da Racha de 1959.
Ocorrência
Não é natural 60
Co
em existência na terra; assim, sintético60
Co
é criado bombardeando um 59
Co
alvo com uma fonte de nêutrons lenta . Californium-252 , moderado pela água, pode ser usado para esse propósito, assim como o fluxo de nêutrons em um reator nuclear . Os reatores CANDU podem ser usados para ativar59
Co
, substituindo as hastes de controle de aço inoxidável por hastes de cobalto. Nos Estados Unidos, agora está sendo produzido em um BWR na Estação de Geração Nuclear Hope Creek . Os alvos de cobalto são substituídos aqui por um pequeno número de conjuntos de combustível.
-
59
Co
+ n → 60
Co
Segurança
Depois de entrar em um mamífero vivo (como um ser humano), alguns dos 60
Co
é excretado nas fezes . O restante é absorvido pelos tecidos, principalmente fígado , rins e ossos , onde a exposição prolongada à radiação gama pode causar câncer. Com o tempo, o cobalto absorvido é eliminado na urina.
Contaminação de aço
O cobalto é um elemento usado para fazer aço . Eliminação não controlada de60
Co
na sucata é responsável pela radioatividade encontrada em diversos produtos à base de ferro.
Por volta de 1983, foi concluída a construção de 1.700 apartamentos em Taiwan, que foram construídos com aço contaminado com cobalto-60. Aproximadamente 10.000 pessoas ocuparam esses edifícios durante um período de 9 a 20 anos. Em média, essas pessoas, sem saber, receberam uma dose de radiação de 0,4 Sv. Este grande grupo não sofreu uma maior incidência de mortalidade por câncer, como o modelo linear sem limiar poderia prever, mas sofreu uma mortalidade por câncer mais baixa do que o público geral de Taiwan. Essas observações parecem ser compatíveis com o modelo de hormesis de radiação .
Em agosto de 2012, a Petco fez o recall de vários modelos de tigelas de aço para alimentos para animais de estimação depois que a Alfândega e a Proteção de Fronteiras dos EUA determinaram que elas estavam emitindo baixos níveis de radiação. A fonte da radiação foi determinada como sendo60
Co
que contaminou o aço.
Em maio de 2013, um lote de cintos cravejados de metal vendidos pelo varejista online ASOS foi confiscado e mantido em uma instalação de armazenamento radioativo nos Estados Unidos após teste positivo para60
Co
.
Incidentes envolvendo fontes de radiação médica
No acidente de radiação Samut Prakan em 2000, uma cabeça de radioterapia fora de uso contendo um60
Co
A fonte foi armazenada em um local não seguro em Bangkok , Tailândia, e depois vendida acidentalmente para coletores de sucata. Sem saber dos perigos, um funcionário do ferro-velho desmontou a cabeça e extraiu a fonte, que permaneceu desprotegida por alguns dias no ferro-velho. Dez pessoas, incluindo catadores de sucata e trabalhadores do ferro-velho, foram expostas a altos níveis de radiação e adoeceram. Três dos trabalhadores do ferro-velho morreram posteriormente em consequência da exposição, que foi estimada em mais de 6 Gy . Posteriormente, a fonte foi recuperada com segurança pelas autoridades tailandesas.
Em dezembro de 2013, um caminhão que transportava uma fonte de teleterapia 111 TBq 60 Co em desuso de um hospital em Tijuana para um centro de armazenamento de lixo radioativo foi sequestrado em um posto de gasolina perto da Cidade do México . O caminhão foi recuperado pouco depois, mas descobriu-se que os ladrões haviam removido a fonte de sua blindagem. Ele foi encontrado abandonado e intacto em um campo próximo. Apesar dos primeiros relatos com manchetes sinistras afirmando que os ladrões estavam "provavelmente condenados", o enjoo da radiação foi brando o suficiente para que os suspeitos fossem rapidamente colocados sob custódia da polícia, e ninguém morreu no incidente.
Paridade
Em 1957, Chien-Shiung Wu et al. descobriram que o processo de decaimento β violou a paridade , implicando que a natureza tem uma destreza.
No experimento de Wu, seu grupo alinhou radioativos60
Co
núcleos, resfriando a fonte a baixas temperaturas em um campo magnético. A observação de Wu foi que mais raios β foram emitidos na direção oposta ao spin nuclear. Essa assimetria viola a conservação da paridade.
Fornecedores
Argentina , Canadá e Rússia são os maiores fornecedores de cobalto-60 do mundo.
Veja também
Referências
links externos
- Cobalt-60 , Centros para Controle e Prevenção de Doenças.
- Banco de dados de substâncias perigosas da NLM - Cobalto, radioativo
- Decaimento beta de Cobalt-60 , HyperPhysics, Georgia State University.
- Dr. Henry Kelly (6 de março de 2002). "Cobalt-60 as a Dirty Bomb" . Federação de Cientistas Americanos. Arquivado do original em 5 de abril de 2002 . Recuperado em 26 de novembro de 2005 .