코발트-60

Cobalt-60
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코발트-60, Co
일반적
기호.60코
이름들코발트-60,60Co,Co-60
프로톤스 (Z)27
중성자 (N)33
핵종자료
자연부존량추적하다[불쌍한]
반감기 (t1/2)5.27년[1]
동위 원소 질량59.9338222 Da
스핀5+
붕괴모드
감쇠 모드붕괴에너지(MeV)
β (원자 붕괴)0.317[2]
◦ (광학선)1.1732,1.3325
코발트 동위 원소
핵종 전표
코발트-60의 γ선 스펙트럼

코발트-60(60Co)은 코발트의 합성 방사성 동위 원소로 [3][4]: 39 반감기는 5.2714년입니다.그것은 원자로에서 인공적으로 생산됩니다.의도적인 산업 생산은 단핵 코발트 동위원소
 [5]Co의 대량 샘플의 중성자 활성화에 달려 있습니다.측정 가능한 양은 일반적인 원전 운전의 부산물로도 생성되며 누출이 발생할 때 외부에서 감지될 수 있습니다.후자의 경우(코발트가 첨가되지 않은 경우), 부수적으로 생성된
Co는 주로 Co
 전구체의 생성을 통해 원자로의 강철[6] 구조에서 철 동위원소의 중성자 활성화의 여러 단계의 결과입니다.후자의 가장 간단한 경우는 Fe의 활성화에
기인합니다.Co는 안정 동위 원소인 60
니켈-60(Ni
)으로 베타 붕괴를 60
겪습니다
.활성화된 니켈 핵은 1.17 MeV와 1.33 MeV의 에너지를 가진 두 개의 감마선을 방출하므로 핵반응(활성화 및 붕괴)의 전체 방정식은 Co + n → Co → Ni + e +

활동

반감기에 해당하는 Co 1g의
방사능은 44TBq (1,200 Ci)입니다.흡수된 선량 상수는 붕괴 에너지 및 시간과 관련이 있습니다.Co의 경우
 소스로부터 1미터 거리에서 0.35mSv/(GBqh)와 같습니다.이를 통해 거리와 활동에 따라 달라지는 등가선량을 계산할 수 있습니다.

예를 들어, 순수
 Co의 60 μg에 해당하는 2.8 GBq의 활성을 갖는 Co 공급원은
1 시간 이내에 1 미터 거리에서 1 mSv의 선량을 생성합니다.Co를
삼키면 거리가 수 밀리미터로 줄어들고, 몇 초 안에 동일한 용량이 달성됩니다.

학교 실험에 사용되는 것과 같은 테스트 소스의 활성은 100 kBq 미만입니다.비파괴 물질 테스트를 위한 장치는 1 TBq 이상의 활성을 갖는 소스를 사용합니다.

높은 δ-에너지는 Ni와 Co
 사이에
0.003u의 상당한 질량 차이를 초래합니다.이는 1g당 거의 20와트에 달하며, Pu의
30배에 육박합니다.

디케이

회사와
회사의 붕괴
 계획.

이 다이어그램은 Co와
Co의
(단순) 붕괴 방식을 보여줍니다.주요 β-붕괴 전이가 보여집니다.중간 에너지 수준 2.1 MeV의 β-decay에 의한 모집단 확률은 0.0022%이며 최대 에너지는 665.26 keV입니다.세 레벨 사이의 에너지 전달은 6개의 서로 다른 감마선 [7]주파수를 생성합니다.도표에는 두 가지 중요한 것이 표시되어 있습니다.내부 변환 에너지는 주요 에너지 수준보다 훨씬 낮습니다.

60m
Co는
반감기가 10.[4]467분인 Co의
핵 이성질체입니다.Co로 내부
 전이되어 58.6 keV 감마선을 방출하거나 Ni로
[7]β-붕괴하여 낮은 확률(0.22%)로 붕괴합니다.

적용들

Co 감마선 스캐너를 이용한
Super Bowl XLI 자동차 보안검색(2007)
부패 방지를 위한 식품 조사용 원형 조사기, 1984.Co는
중앙 파이프에 있습니다.

Co의 주요
 장점은 유사한 강도의 다른 감마선 방출원에 비해 상대적으로 긴 반감기 5.27년을 가진 고강도 감마선 방출원이라는 점입니다.β-붕괴 에너지는 낮고 쉽게 차폐되지만 감마선 방출선은 약 1.3 MeV 정도의 에너지를 가지며 침투성이 높습니다.벌크 산화에 대한 저항성 및 물에 대한 낮은 용해도와 같은 코발트의 물리적 특성은 세슘-137과 같은 일부 다른 감마 공급원에 비해 격납 장치가 파괴될 경우 안전성에 몇 가지 이점을 제공합니다.Co의 주요
 용도는 다음과 같습니다.

코발트는 핵무기에 첨가하는 "염료" 원소로 논의되어 왔습니다. 코발트 폭탄은 Co 핵 낙진으로 넓은60

 지역을 오염시켜 거주할 수 없게 만드는 매우 "더러운" 무기입니다.하나의 가상적인 디자인에서, 무기의 변조는 Co.로
만들어질 것입니다.폭탄이 폭발했을 때, 핵분열로 인한 과도한 중성자는 코발트를 조사하여 Co로 변환시킵니다
.어떤 나라도 이런 종류의 무기를 심각하게 개발하지 않은 것으로 알려져 있습니다.

1955년경 방사선 치료를 위해 종양에 주사바늘을 60
이식했습니다
60
1950년대
 초, 암 방사선 치료를 위한 공동 원격 치료 기계.
파이프, 중심부에 Co 공급원을 이용한
Brookhaven 식물 변이 실험
60
1959년
 스크루웜 퇴치 프로그램에서 스크루플라이 살균을 위한 공동 소스.

생산.

지구에는 자연적인
Co가 존재하지 않기
 때문에 합성 Co는 느린 중성자 소스로 Co
 타겟을 폭격함으로써 생성됩니다.물을 통해 감속된 Californium-252는 [citation needed]원자로의 중성자속과 마찬가지로 이 목적을 위해 사용될 수 있습니다.CANDU 원자로는 제어봉을 코발트봉으로 [11]대체하여 Co를 활성화하는
데 사용할 수 있습니다.미국에서는 현재 호프 크릭 원자력 발전소에서 BWR로 생산되고 있습니다.코발트 타겟은 여기서 적은 [12]수의 연료 어셈블리로 대체됩니다.그러나 모든 1회용 의료기기의 40%[13] 이상은 Bruce 원자력 발전소의 Co를 사용하여 살균됩니다.

Co + n → Co

안전.

살아있는 포유동물(인간과 같은)에 들어간 후, Co의
일부는 대변으로 배설됩니다.나머지는 주로 간, 신장, 뼈와 같은 조직에 의해 차지되는데, 감마선에 장기간 노출되면 암이 발생할 수 있습니다.시간이 지나면 흡수된 코발트는 [9]소변에서 제거됩니다.

강철오염

코발트는 강철을 만드는데 사용되는 원소입니다.코인 고철의 통제되지 않은 처리는
여러 철 기반 [14][15]제품에서 발견되는 방사능의 원인이 됩니다.

1983년 경, 대만에서 코발트-60에 오염된 강철로 지어진 1700개의 아파트 건설이 완료되었습니다.약 1만 명의 사람들이 9년에서 20년 동안 이 건물들을 차지했습니다.평균적으로, 이 사람들은 자신도 모르게 0.4 Sv의 방사선량을 받았습니다. 이 큰 그룹은 선형 무임계 모델이 예측하는 것처럼 더 높은 암 사망률을 겪지 않았지만, 일반 대만 대중보다 더 낮은 암 사망률을 겪었습니다.이러한 관측치는 방사선 호르몬 모델과 [16]호환되는 것으로 보입니다.

2012년 8월, 펫코는 미국 세관국경보호국이 낮은 수준의 방사선을 방출한다고 결정한 후 강철 애완동물 사료 그릇의 여러 모델을 회수했습니다.방사선의 발생원은 [17]강철을 오염시킨 Co로 밝혀졌습니다
.

2013년 5월,[18] 온라인 소매업체 ASOS에서 판매한 금속이 박힌 벨트가 Co에 양성
 반응을 보인 후 미국 방사능 저장 시설에서 압수되어 보관되었습니다.

의료용 방사선원과 관련된 사건

1984년 멕시코 시우다드 후아레즈에서 발생한 방사능 오염 사건은 민간 의료회사가 불법으로 구입한 방사선 치료기에서 비롯돼 이를 운영할 인력이 부족하다는 이유로 해체된 사건입니다.방사성 물질인 Co는
결국 폐차장에 들어갔고, 주조 공장에 판매되어 의도치 않게 다른 금속과 함께 제련하여 약 6,000톤의 오염된 [19]철근을 생산했습니다.이것들은 멕시코의 17개 주와 미국의 여러 도시에 배포되었습니다.이 [19]사건으로 4천 명이 방사능에 노출된 것으로 추정됩니다.

2000년에 발생한 Samut Prakan 방사선 사고에서 Co 공급원이
포함된 사용되지 않은 방사선 치료 헤드가 태국 방콕의 안전하지 않은 장소에 보관된 후 실수로 스크랩 수집가에게 판매되었습니다.위험성을 의식하지 못한 한 폐차장 직원이 머리를 해체하고 선원을 채취했는데, 폐차장에서는 며칠 동안 무방비 상태로 있었습니다.고철 수거원과 폐차장 인부 등 10명이 고농도 방사능에 노출돼 병세를 앓았습니다.폐차장 노동자 중 3명은 이후 6Gy가 넘는 것으로 추정되는 피폭으로 사망했습니다.이후 태국 [20]당국은 안전하게 선원을 수습했습니다.

2013년 12월 멕시코시티 [21][22]인근 주유소에서 티후아나의 한 병원에서 사용되지 않는 111TBq Co 원격치료원을 싣고 방사성 폐기물 보관소로 가던 트럭이 납치됐습니다.그 트럭은 곧 회수되었지만, 도둑들은 차폐물의 근원을 제거했습니다.그것은 [22][23]근처 들판에서 온전한 상태로 발견되었습니다.도둑들이 "운명을 [24]잃었을 가능성이 높다"는 끔찍한 헤드라인의 초기 보도에도 불구하고, 용의자들이 빠르게 경찰에 [25]구금 상태로 풀려날 정도로 방사선 질환은 경미했고,[26] 이 사건으로 사망한 사람은 없는 것으로 알려졌습니다.

패리티

주요 기사:우 실험

1957년, Chien-Shiung Wu 등은 β-decay 과정이 동등성을 침해한다는 것을 발견했고, 이는 자연이 손을 [27]사용한다는 것을 암시합니다.

Wu 실험에서 그녀의 그룹은 자기장 속에서 선원을 저온으로 냉각함으로써 방사성
 Co 원자핵을 정렬시켰습니다.Wu의 관찰은 더 많은 β선이 핵 스핀과 반대 방향으로 방출된다는 것이었습니다.이 비대칭성은 패리티 보존에 위배됩니다.

공급자

아르헨티나, 캐나다, 인도, 러시아는 [28]세계에서 가장 큰 Co 공급국입니다
.아르헨티나와 캐나다는 2022년 현재 모두 발전용 중수로를 보유하고 있습니다.캐나다는 뉴브런즈윅의 포인트 레프라우 원자력 발전소뿐만 아니라 온타리오 전역의 수많은 지역에 CANDU를 보유하고 있으며, 아르헨티나는 Atucha 원자력 발전소에 독일 공급 중수로 2기, Embalse 원자력 발전소에 캐나다가 건설한 CANDU를 보유하고 있습니다.인도는 Rajasthan 원자력 발전소에 코발트-60 [29]생산에 사용되는 다수의 CANDU 원자로를 보유하고 있습니다.인도는 2021년에 코발트-60을 600만 퀴리 이상 생산할 수 있는 용량을 가지고 있었으며, 향후 몇 년 동안 라자스탄 원자력 [30]발전소에 더 많은 CANDU 원자로가 위탁되면서 이 용량이 증가할 것으로 예상됩니다.중수로는 우수한 중성자 경제성과 온라인 급유 능력으로 인해 원자로 노심에 목표물을 삽입하고 냉간 정지 없이 일정 시간 후 제거할 수 있기 때문에 코발트-60 생산에 특히 적합합니다.또한, 감속재로 사용되는 중수는 일반적으로 경수로에서 냉각수보다 낮은 온도로 유지되어 중성자의 속도를 낮출 수 있으며, 이는 중성자 단면을 증가시키고 원하지 않는 (n,2n) 녹아웃 반응을 감소시킵니다.

참고 항목

참고문헌

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외부 링크


라이터:
코발트-59 		코발트-60은
코발트 동위 원소 		더 무거운 것:
코발트-61
붕괴 생성물:
철-60 		붕괴 사슬
코발트-60의		 다음 날짜까지:
니켈-60