Радиоактивный кобальт 60. Образование и распад. Подобно сказочному джину. "Бидоны" проходят испытания

План:

1 Образование и распад
2 Изомеры
3 Получение
4 Применение

Введение

Ко́бальт-60 , радио́кобальт - радиоактивный нуклид химического элемента кобальта с атомным номером 27 и массовым числом 60. В природе практически не встречается из-за малого периода полураспада. Открыт в конце 1930-х годов Г. Сиборгом и Дж. Ливингудом в Калифорнийском университете в Беркли .

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 41,8 ТБк.

1. Образование и распад

Гамма-спектр распада кобальта-60. Видны линии, соответствующие энергиям 1,1732 и 1,3325 МэВ

Кобальт-60 является дочерним продуктом β − -распада нуклида 60 Fe (период полураспада составляет 1,5(3)×10 6 лет):

Кобальт-60 также претерпевает бета-распад (период полураспада 5,2713 года), в результате которого образуется стабильный изотоп никеля 60 Ni:

Наиболее вероятным является испускание электрона и нейтрино с суммарной энергией 0,318 МэВ, 1,491 и 0,665 МэВ (в последнем случае вероятность составляет всего лишь 0,022 %) . После их испускания нуклид 60 Ni сразу находится, как правило, на одном из трёх энергетических уровней с энергиями 1,332, 2,158 и 2,505 МэВ (в зависимости от того, какую энергию унесла пара электрон/нейтрино), а затем переходит в основное состояние, испуская гамма-кванты (3 уровня дают в комбинации 6 возможных частот гамма-излучения). Наиболее вероятным является испускание квантов с энергией 1,1732 МэВ и 1,3325 МэВ. Полная энергия распада кобальта-60 составляет 2,823 МэВ.

2. Изомеры

Известен единственный изомер 60 Co m со следующими характеристиками :

Избыток массы: −61 590,4(6) кэВ;
Энергия возбуждения: 58,59(1) кэВ;
Период полураспада: 10,467(6) мин;
Спин и чётность ядра: 2 + .

Распад изомерного состояния происходит по следующим каналам:

изомерный переход в основное состояние (вероятность ~100 %);
β − -распад (вероятность 0,24(3) %).

3. Получение

Кобальт-60 получают искусственно, подвергая единственный стабильный изотоп кобальта 59 Co бомбардировке нейтронами (в атомном реакторе, или с помощью нейтронного генератора).

4. Применение

Кобальт-60 используется в производстве источников гамма-излучения с энергией около 1,3 МэВ, которые применяются для :

стерилизации пищевых продуктов, медицинских инструментов и материалов;
активации посевного материала (для стимуляции роста и урожайности зерновых и овощных культур);
обеззараживания и очистки промышленных стоков, твёрдых и жидких отходов различных видов производств;
радиационной модификации свойств полимеров и изделий из них;
радиохирургии различных патологий (см. «кобальтовая пушка», гамма-нож);
гамма-дефектоскопии.

Является одним из изотопов, применяющихся в радиоизотопных источниках энергии.

Примечания

1 2 3 4 G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references. - www.nndc.bnl.gov/amdc/masstables/Ame2003/Ame2003b.pdf». Nuclear Physics A 729 : 337-676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 - dx.doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
1 2 3 4 G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties - www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf». Nuclear Physics A 729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 - dx.doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
U. S. environmental protection agency Who discovered cobalt and cobalt-60? - www.epa.gov/rpdweb00/radionuclides/cobalt.html#discovered (англ.) (09.02.2009).
WWW Table of Radioactive Isotopes - nucleardata.nuclear.lu.se/NuclearData/toi/nuclide.asp?iZA=270060 (англ.) . - Энергетические уровни 60 Co.
Радиационные технологии на Ленинградской атомной станции. - www.laes.ru/content/proizv/tehnology/ort/ort.htm#02 . - Раздел: производство изотопа кобальта-60.

Цезий-137, Cs-137
Цезий-137, известен также как радиоцезий - один из главных компонентов радиоактивного загрязнения биосферы. Содержится в радиоактивных выпадениях, радиоактивных отходах, сбросах заводов, перерабатывающих отходы атомных электростанций. Интенсивно сорбируется почвой и донными отложениями; в воде находится преимущественно в виде ионов. Содержится в растениях и организме животных и человека.
В организме животных 137Cs накапливается главным образом в мышцах и печени
Выброс цезия-137 в окружающую среду происходит в основном в результате ядерных испытаний и аварий на предприятиях атомной энергетики
Известны случаи загрязнения внешней среды в результате небрежного хранения источников цезия-137 для медицинских и технологических целей.
Биологическое действие
Внутрь живых организмов цезий-137 в основном проникает через органы дыхания и пищеварения. Хорошей защитной функцией обладает кожа

Поглощённая доза излучения измеряется энергией ионизирующего излучения, переданного массе облучаемого вещества.
Единица поглощённой дозы – грей (Гр), равный 1 джоулю, поглощённому 1 кг вещества
1 Гр = 1Дж/кг = 100 рад.

Развитие радиационных поражений у человека можно ожидать при поглощении дозы примерно в 2 Гр и более. Симптомы во многом схожи с острой лучевой болезнью при гамма-облучении: угнетённое состояние и слабость, диарея, снижение массы тела, внутренние кровоизлияния
Радионуклиды Cs-137, проникая в организм человека, инкорпорируются жизненно важными органами. При этом, в клетках происходят дистрофические и некробиотические изменения, связанные в первую очередь с нарушением энергетических механизмов и приводящие к нарушениям жизненно-важных функций организма. Тяжесть поражения находится в прямой зависимости от количества Cs-137 инкорпорированного организмом и отдельными органами. Эти поражения могут представлять опасность, прежде всего, как индукторы мутаций в генетическом аппарате половых и соматических клеток.

Способность Cs-137 вызывать мутации в половых клетках, будет являться в будущих поколениях основой для возникновения внутриутробной гибели зародыша, врожденных пороков развития, патологии плода и новорожденного, заболеваний взрослого организма, связанных с недостаточной генной активностью.

Это внутреннее облучение организма также чрезвычайно опасно и тем, что оно сочетается со способностью радионуклидов Cs-137 и продуктов их распада в виде бария, воздействовать на биологические структуры, взаимодействовать с рецепторным аппаратом клеточных мембран, изменять состояние регуляторных процессов.

Выявлена зависимость между частотой нарушений сердечной деятельности у детей и содержанием радионуклидов в их организме. Следует обратить особое внимание на то, что присутствие даже относительно небольших количеств Cs-137 в организме детей 10-30 Бк/кг (при этом, в ткани сердца концентрация данного радионуклида значительно большая) приводит к увеличению в два раза числа детей с электрокардиографическими нарушениями.
В этой связи, факторы внешней среды, подавляющие функцию систем, регулирующих (стимулирующих) активность генетического аппарата клеток, будут являться индукторами (провокаторами) возникновения многих заболеваний. Cs-137 способен в относительно небольших количествах, подавлять активность регуляторных систем организма, и прежде всего, иммунной системы.
Период полураспада цезия-137 составляет 30 лет.

Радий, Ra-226
радиоактивный изотоп химического элемента радия с атомным номером 88 и массовым числом 226. Принадлежит к радиоактивному семейству урана-238
Наиболее устойчивым изотопом является радий-226 (226Ra), образующийся при распаде урана. Период полураспада радия-226 составляет 1600 лет, в процессе распада образуется радиоактивный газ радон.
Радий-226 является источником альфа-излучения и считается потенциально опасным для костной ткани человека.
В ничтожных концентрациях присутствует в природных водах.
Применение
Соли радия используются в медицине как источник радона (см. РАДОН) для приготовления радоновых ванн.

Развиваются опухоли костной ткани и органов, заключённых в костной капсуле (кроветворная ткань, гипофиз) или топографически близких к ней (слизистая ротовой полости, гайморова полость).

Кобальт-60, Co-60
Кобальт-60, радиокобальт - радиоактивный нуклид химического элемента кобальта с атомным номером 27 и массовым числом 60. В природе практически не встречается из-за малого периода полураспада. Открыт в конце 1930-х годов

Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 41,8 ТБк. Период полураспада кобальта-60 составляет 5,2 года
Применение Кобальт-60 используется в производстве источников гамма-излучения с энергией около 1,3 МэВ, которые применяются для:
- стерилизации пищевых продуктов, медицинских инструментов и материалов;
- активации посевного материала (для стимуляции роста и урожайности зерновых и овощных культур);
- обеззараживания и очистки промышленных стоков, твёрдых и жидких отходов различных видов производств;
- радиационной модификации свойств полимеров и изделий из них;
- радиохирургии различных патологий (см. «кобальтовая пушка», гамма-нож);
- гамма-дефектоскопии.
Также Кобальт-60 используется в системах контроля уровня металла в кристализаторе при непрерывной разливке стали. Является одним из изотопов, применяющихся в радиоизотопных источниках энергии.
Его лучи обладают высокой проникающей способностью. По мощности излучения 17 граммов радиоактивного кобальта эквивалентны 1 килограмму радия - самого мощного природного источника радиации. Вот почему при получении, хранении и транспортировке этого изотопа, как, впрочем, и других, тщательно соблюдают строжайшие правила техники безопасности, принимают все необходимые меры, чтобы надежно оградить людей от смертоносных лучей.

У радиоактивного кобальта много «профессий». Все более широкое применение в промышленности находит, например, гамма-дефектоскопия, т.е. контроль качества продукции путем просвечивания ее гамма-лучами, источником которых служит изотоп кобальт-60. Такой метод контроля позволяет с помощью сравнительно недорогой и компактной аппаратуры легко выявлять трещины, поры, свищи и другие внутренние дефекты массивных отливок, сварных швов, узлов и деталей, находящихся в труднодоступных местах. В связи с тем, что гамма-лучи распространяются источником равномерно во все стороны, метод дает возможность контролировать одновременно большое число объектов, а цилиндрические изделия проверять сразу по всему периметру.

Радиоактивный кобальт используют для контроля и регулирования уровня расплавленного металла в плавильных печах, уровня шихтовых материалов в домнах и бункерах, для поддержания уровня жидкой стали в кристаллизаторе установок непрерывной разливки.

Прибор, называемый гамма-толщиномером, быстро и с большой степенью точности определяет толщину обшивки судовых корпусов, стенок труб, паровых котлов и других изделий, когда к их внутренней поверхности невозможно подобраться и поэтому обычные приборы оказываются бессильны.

Находит кобальт применение и в медицине. Крупицы изотопа кобальт-60, помещенные в медицинские «пушки», не причиняя вреда организму человека, бомбардируют гамма-лучами внутренние злокачественные опухоли, губительно влияя на быстро размножающиеся больные клетки, приостанавливая их деятельность и тем самым ликвидируя очаги страшной болезни.
В аппарате для облучения глубокозалегающих злокачественных опухолей, «кобальтовой пушке» ГУТ-400 (гамма-установка терапевтическая), количество кобальта-60 соответствует по своей активности 400 г радия. Это очень большая величина, такого количества радия нет ни в одной лаборатории. Но именно высокая активность позволяет предпринимать попытки лечения опухолей, расположенных в глубине организма больного.
Однако, несмотря на свою столь обширную плезность радиация есть радиация и бесконтрольное облучение приводит к описанным выше печальным последствиям.

Торий-232, Th-232
Торий-232 - природный радиоактивный нуклид химического элемента тория с атомным номером 90 и массовым числом 232.
Является наиболее долгоживущим изотопом тория, альфа-радиоактивен с периодом полураспада 1,405·10 10 (14 млрд.) лет.
Торий-232 является альфа – излучателем
Активность одного грамма этого нуклида составляет 4 070 Бк.
В виде препарата торотраста суспензия диоксида тория использовалась в качестве контрастного вещества при ранней рентгенодиагностике. В настоящее время препараты тория-232 классифицируются как канцерогенные
Поступление тория в желудочно-кишечный тракт (тяжелый металл, к тому же радиоактивный!) не вызывает отравления. Объясняется это тем, что в желудке – кислая среда, и в этих условиях соединения тория гидролизуются. Конечный продукт – нерастворимая гидроокись тория, которая выводится из организма. Острое отравление способна вызвать лишь нереальная доза в 100 г тория...
Однако чрезвычайно опасно попадание тория в кровь. Следствием этого могут быть заболевания кроветворной системы, образование специфических опухолей.

Плутоний-239, Pu-239
Плутоний-239 (англ. plutonium-239) - радиоактивный нуклид химического элемента плутония с атомным номером 94 и массовым числом 239.
В природе встречается в чрезвычайно малых количествах в урановых рудах.
Активность одного грамма этого нуклида составляет приблизительно 2,3 ГБк.
Плутоний-239 имеет период полураспада 24 100 лет.
Плутоний-239 используют:
- в качестве ядерного топлива в ядерных реакторах на тепловых и особенно на быстрых нейтронах;
- при изготовлении ядерного оружия;
- в качестве исходного вещества для получения трансплутониевых элементов.
Плутоний был открыт в конце 1940 г.
Хотя плутоний, по-видимому, химически токсичен, как и любой тяжелый металл, этот эффект выражается слабо по сравнению с его радиотоксичностью. Токсические свойства плутония появляются как следствие альфа-радиоактивности. Альфа частицы представляют серьезную опасность только в том случае, если их источник находится в теле (т.е. плутоний должен быть принят внутрь). Хотя плутоний излучает еще и гамма-лучи и нейтроны, которые могут проникать в тело снаружи, уровень их слишком мал, чтобы причинить сильный вред.

Альфа-частицы повреждают только ткани, содержащие плутоний или находящиеся в непосредственном контакте с ним. Значимы два типа действия: острое и хроническое отравления. Если уровень облучения достаточно высок, ткани могут страдать острым отравлением, токсическое действие проявляется быстро. Если уровень низок, создается накопляющийся канцерогенный эффект.

Плутоний очень плохо всасывается желудочно-кишечным трактом, даже когда попадает в виде растворимой соли, впоследствии она все равно связывается содержимым желудка и кишечника. Загрязненная вода, из-за предрасположенности плутония к осаждению из водных растворов и к формированию нерастворимых комплексов с остальными веществами, имеет тенденцию к самоочищению.

Кобальт (Cobaltum, Со) - это химический элемент VIII группы . Порядковый номер 27, атомный вес 58,9332. Металл белого цвета. В соединениях двух- и трехвалентен. Содержится в морской воде, минеральных источниках, входит в состав растений, организма животных и человека. Кобальт, поступивший в организм, усваивается частично, выделяется с , мочой и молоком (в период лактации). В организме он связан с белками, аминокислотами, входит в состав . Кобальт активирует , повышает гликолитическую активность крови, усиливает основной обмен, синтез мышечных белков, ассимиляцию азота, стимулирует . При недостатке кобальта развивается гипо- или авитаминоз В12.

В медицине при различных формах анемии с целью стимуляции эритропоэза применяют препараты кобальта: коамид (см.); ферковен (см. Железо, препараты); кобальтамин (Cobaltamin) - соединение кобальта с аминокислотами; кобальтин (Cobaltin) - соединение кобальта с этилендиаминтетрауксусной кислотой; эритрофилл (Erythrophyll) - хлорофилл, в молекуле которого магний замещен кобальтом; монтавит (Montavit) - кобальт вместе с железом.

Кобальт радиоактивный . Известны радиоактивные изотопы кобальта: Со56, Со67, Со58, Со 60 и др. Первые три получают путем облучения железа дейтронами в циклотроне (см. ). Период полураспада Со56 - 77 дней, Со58 - 71 день и Со87-270 дней. При распаде все три изотопа испускают позитроны и γ-лучи.

Используются Cose и Со58 для изучения усвоения кобальта растениями, содержания кобальта в почве, метаболизма витамина В12 у животных и человека.

Изотоп Со 60 (период полураспада 5,2 года) получают в ядерном реакторе (см. ) путем облучения стабильного кобальта (Со69) тепловыми . Распад Со 60 сопровождается испусканием β-частиц и двух γ-квантов; β-лучи поглощаются алюминиевым фильтром толщиной 0,2 мм. В практике используется только 7-излучение, характеризующееся большой проникающей способностью.
γ-излучение Со 60 используется в промышленности для обнаружения дефектов металлических изделий, вулканизации резины и для , медикаментов.

В медицине Со 60 применяется в качестве источников γ-излучения при лучевой терапии (см. ) главным образом больных со злокачественными опухолями. Источники Со 60 имеют различную форму, размеры и активность (см. ).

Со 60 применяют также в виде препаратов для внутриполостного введения и игл для внутритканевого введения.

Среднегодовая допустимая концентрация Со 60 в воде открытых водоемов и источников водоснабжения - 3,5ּ10 -8 кюри/л; в воздухе рабочих помещений - 9ּ10 -12 кюри/л.

Кобальт как промышленный яд .

Кобальт применяется для получения различных сплавов; соединения кобальта могут использоваться в качестве катализаторов, сырья для приготовления красок и эмалей. Наиболее токсичными являются растворимые соединения кобальта. Предельно допустимая концентрация кобальта и окиси кобальта в воздухе- 0,5 мг/м 3 . Попадание высокодисперсной пыли, паров, тумана кобальта в легкие вызывает воспаление легочной ткани и слизистых оболочек верхних дыхательных путей ( , ларингиты, бронхиты, фиброз легких). Иногда бронхиты сопровождаются астмоидными приступами. Описано воздействие соединений кобальта на кровь (анемия, лейкопения). Одним из ранних симптомов воздействия пыли кобальта является нарушение обоняния.

Соединения кобальта в пылевидном состоянии могут вызывать кожные поражения в виде острых дерматитов. При остром дерматите применяются холодные буровской жидкостью, а также .

В целях профилактики отравлений соединениями кобальта следует производить герметизацию и механизацию производственных процессов и замену сухих процессов размола на влажные. Необходимо применять средства индивидуальной защиты ( , перчатки и др.). Все, имеющие контакт с соединениями кобальта, должны проходить медицинский осмотр 1 раз в 12 месяцев.

КОБАЛЬТ (Со ) - элемент VIII группы периодической системы Д. И. Менделеева, подгруппы железа, является постоянной составной частью растительных и животных организмов и относится к числу важнейших микроэлементов; физиологически активен - влияет на кроветворение и обмен веществ. Изотопы (радионуклиды) К. широко используются в медицине для лучевой терапии, радиационной стерилизации мед. материалов, изделий и лекарственных средств и в радиодиагностических исследованиях. Соли К. применяются в качестве лекарственных средств, способствующих усвоению железа и стимулирующих его обмен в организме. К. входит в состав многих антианемических лекарственных препаратов. К. и его соединения широко используются в электронике, в металлургии при получении сплавов металлов и отдельных марок сталей, в качестве катализаторов при изготовлении красителей, а также для окраски стекла, бумаги и пр. Долгоживущий изотоп 60Со широко используется в науке, технике и сельском хозяйстве в качестве радиоизотопного индикатора и как гамма-излучатель в различных радиоизотопных приборах, установках для гамма-дефектоскопии, в промышленных установках для облучения. Органические соединения К. применяют в качестве сиккатива и ускорителя в производстве полиэфирных пластиков (стеарат К.), тетракарбонил К. используют в качестве катализатора при различных синтезах и для нанесения кобальтовых покрытий.

Порядковый номер К. 27, ат. вес (масса) 58,933 2. К. мало распространен в природе, его содержание в земной коре составляет всего лишь 0,002 вес. %. Он представляет собой блестящий металл серебристого цвета с розовым оттенком, в хим. реакциях проявляет валентность +2, а в большинстве своих более устойчивых комплексных соединений валентность + 3. Его t пл ° 1493°, t кип ° 3100°. В обычных условиях К. химически стоек на воздухе и в воде.

К. содержится в малых количествах в речной, озерной и морской воде, в морских растениях, в организмах рыб и других морских животных. Из пищевых продуктов больше всего К. содержится в горохе (ок. 15,0 мкг%), говяжьей печени (13,53 мкг%), свекле (12,1 мкг%), землянике (9,8 мкг%), кете (5,6 мкг%), голландском сыре (4,32 мкг%).

Суточная потребность человека в К. точно не определена, хотя есть сведения, что она равна 40-70 мкг. В организме человека и животных К. накапливается в печени, почках, лимф, узлах и железистых органах. С мочой у здоровых людей ежесуточно выводится 6,0- 6,2 мкг К.

Влияние К. на обмен веществ у человека чрезвычайно многообразно. В физиол, дозах он стимулирует процессы кроветворения, активизируя образование эритроцитов, ретикулоцитов, лейкоцитов и гемоглобина (большие дозы К., напротив, угнетают эритропоэз). По данным В.Н. Шустова (1967), К. вызывает угнетение тканевого дыхания с последующим образованием эритропоэтических факторов, обеспечивающих нормальный синтез гемоглобина и усиление созревания эритроцитов в костном мозге. Установлено, что в глобине гемоглобина человека содержится до 60-100 мкг% К. Активность связанных с мембранами ферментов (в основном гидролитических), прежде всего фосфатазы кишечника и костной ткани, увеличивается под действием ионов Co 2+ , особенно при одновременном действии на фермент ионов Mg 2+ .

Важнейшая роль принадлежит К. при эндогенном синтезе витамина В 12 (см. Цианокобаламин).

Многие реакции в организме человека и животных катализируются ферментами, в простетическую группу которых входит атом Co (так наз. B 12 -зависимые и CoB 12 -зависимые ферменты). В ряде случаев К. вместо других двухвалентных катионов (Mn 2+ , Mg 2+ , Zn 2+ и др.) берет на себя роль активатора некоторых ферментативных реакций.

Установлено нарушение свертывания крови под действием К. Возможно, что причиной этого является изменение под влиянием К. структуры молекулы фибриногена.

Органические соединения К. оказывают гипотензивное и коронарорасширяющее действие. По экспериментальным данным Н. Г. Леонтьевой (1971), при длительном ингаляционном воздействии паров металлического К. в сыворотке крови увеличивается концентрация общего холестерина, липидного фосфора и уменьшается величина лецитин-холестеринового коэффициента. Окислы К. угнетают активность щитовидной железы, вызывают ее гипоплазию, а также способствуют снижению интенсивности газообмена. Некоторые авторы отмечают связь между содержанием К. в крови и иммунологической реактивностью организма.

Известны заболевания с.-х. животных, обусловленные недостаточностью К. в организме (энзоотический маразм, береговая болезнь, кустарниковая болезнь и др.). Заболевания носят эндемический характер и возникают в местностях, отличающихся низким содержанием К. в почве и в растениях. Введение дополнительных количеств К. в корм животных приводит к их выздоровлению.

Лекарственные препараты, содержащие К., способствуют усвоению железа, стимулируя процессы его преобразования в организме. При использовании солей К. в терапевтических дозах увеличивается содержание гемоглобина, число эритроцитов, ретикулоцитов, лейкоцитов, в костном мозге происходит усиление скорости потребления кислорода, возрастает интенсивность фосфорилирования.

Имеются экспериментальные сведения о способности некоторых соединений К., в частности Co 2 ЭДТА и Na 3 Co(NO 2) 6 , предотвращать токсическое действие цианистого натрия (NaCN).

К. входит в состав многих антианемических средств - коамида (см.), ферковена (см.), цианокобаламина (см.). Препараты, содержащие К., применяют для лечения больных гипохромными анемиями, гипопластической анемией и т. п.

Кобальт радиоактивный

Природный К. состоит из одного стабильного изотопа 59 Co. Известны 12 радиоактивных изотопов К., включая 2 изомера, с массовыми числами от 54 до 64. Из них четыре - ультракороткоживущие, с секундными и минутными периодами полураспада (кобальт-54, 62, 63, 64), четыре - короткоживущие, с часовыми периодами полураспада (кобальт-55, 58м, 60м, 61) и четыре - с более длительными периодами полураспада (кобальт-56, 57, 58, 60). Из искусственно-радио-активных изотопов К. наибольшее практическое значение имеют 60 Co, а также 57 Co и 58 Co. В медицине 60 Co широко применяется при лучевой терапии (см.) и при радиационной стерилизации (см.) мед. материалов, изделий и лекарственных средств; 57 Co и 58 Co используются в радиодиагностических исследованиях.

Кобальт-60 (T 1/2 = 5,26 г.) впервые был получен на циклотроне по ядерной реакции 59 Co (d, р) 60 Co (см. Ядерные реакции). Однако в дальнейшем его стали получать облучением природного К. нейтронами в ядерном реакторе по реакции 59 Co (n,гамма) 60 Co. Кобальт-60 распадается с испусканием сложного спектра бета-излучения, состоящего из двух компонентов, основная составляющая из которых имеет максимальную энергию Е бета = 0,31788 МэВ (99,88%), а слабая составляющая - Е бета = 1,4911 МэВ (0,12%). Распад сопровождается гамма-излучением с E гмма = 1,1732 МэВ (99,88%); 1,3325 МэВ (100%).

Для мед. применения выпускаются разнообразные типы источников 60Со: для зарядки отечественных гамма-терапевтических установок типа «Луч» и «Рокус», предназначенных для телекюритерапии, используют источники активностью в 4000 кюри; для внутриполостной лучевой терапии используют источники в виде стерженьков из кобаника (сплав кобальта с никелем), помещенных в полые нейлоновые или металлические трубки (радиокобальтовые бусы, аппликаторы разных размеров в виде штифтов из кобаниковой проволоки, заключенных в оболочку из нержавеющей стали); для внутритканевой терапии - иглы из нержавеющей стали, содержащие внутри тонкую кобаниковую проволоку с 60 Co, различных размеров и с различным распределением активности по длине игл; для контактной терапии используют плоские и специальной формы (напр., офтальмологические) аппликаторы, пластобальт (пластмасса с содержащимися в ней кобальтовыми шариками) и другие изделия с активностью от долей до десятков милликюри (см. Радиоактивные препараты).

Кобальт-57 (T 1/2 = 270 дней) получают на циклотроне, облучая железные мишени дейтронами по ядерным реакциям 56Fe (d, n) 57Co и 57Fe (d, 2n) 57Co или никелевые мишени протонами по реакции 60 Ni (p, альфа) 57 Co. Кобальт-57 распадается электронным захватом (э. з.= 100%) с испусканием 10 гамма-линий, из которых основные четыре имеют энергии Е гамма (МэВ): 0,0144 (9,5%), 0,122 (85,6%), 0,136 (10,6%) и 0,692 (0,15%). Распад 57 Co сопровождается также характеристическим рентгеновским излучением железа с энергией 6,46 кэВ (54%).

Кобальт-58 (T 1/2 = 71,3 дня) можно получать как в циклотроне, облучая дейтронами мишень из железа по реакции 57 Fe (d, n) 58 Co, так и в ядерном реакторе, облучая никелевую мишень по реакции 58 Ni (n, p) 58 Со, что проще и более производительно. Кобальт-58 распадается путем позитронного излучения с Е бета + = 0,474 МэВ (15%) и электронного захвата (85%) с одновременным испусканием аннигиляционного гамма-излучения с Е гамма =0,511 МэВ (30%) и трех гамма-линий с энергиями (МэВ): 0,8106 (99,44%), 0,8636 (0,69%) и 1,6748 (0,53%). Распад 58 Co сопровождается также характеристическим рентгеновским излучением железа с энергией 6,47 кэВ (25,7%).

Радиофарм. препараты с 57 Co и 58 Co выпускают в виде меченного ими витамина B 12 (цианокобаламина) в пенициллиновых флаконах и применяют перорально или парентерально, вводя пациенту 0,5-5 мккюри препарата на одно исследование. Препараты используются с диагностической целью при выявлении нарушений всасываемости витамина В 12 при анемиях, болезни оперированного желудка, заболеваниях печени и кишечника. 57 Co в виде комплекса с блеомицином применяют для установления локализации опухолей.

Активность препаратов с радиоактивным кобальтом-57, 58, 60 измеряют по их 7-излучению; при относительных измерениях используют образцовые радиоактивные р-ры и спектрометрические гамма-источники (см. Излучатели образцовые). Радиоизотопы К. относятся к группе средней радиотоксичности. На рабочем месте без разрешения сан.-эпид, службы может находиться не более 10 мккюри препарата.

Профессиональные вредности и гигиена труда

Несмотря на то, что К. является биоэлементом, участвующим в осуществлении важных реакций обмена веществ в организме, в повышенных дозах он обладает токсическими свойствами и относится к группе промышленных ядов второго класса опасности (см. Яды промышленные).

В процессе получения и применения К. и его соединений возможно их поступление в организм через органы дыхания (в виде аэрозолей), частично через жел.-киш. тракт, а также через кожу. Содержание К. в воздухе в ряде случаев может превышать предельно допустимую концентрацию, особенно при таких операциях, как разгрузка, выгрузка и просев сыпучих материалов, содержащих К. На предприятиях порошковой металлургии при получении вольфрамово-кобальтовых твердых сплавов может выделяться в воздух пыль смешанного состава, содержащая К. до 3,33 мг/м 3 . Смесь К., вольфрама и титана обладает более выраженной токсичностью, чем каждый из этих металлов в отдельности. Проф. контакт с К. имеют рабочие в асбестоцементной промышленности, штукатуры, бетонщики и другие, работающие с жидким цементом, а также маляры и колерщики при работе с различными красящими веществами. Воздействию К. могут подвергаться и медсестры процедурных кабинетов при инъекциях витамина В 12 . Наиболее выраженным токсическим действием обладают хорошо растворимые в воде и биол, средах соли К. (хлористый К. и др.), а также металлический К. Общетоксическое действие К. проявляется поражением преимущественно органов дыхания, системы кроветворения, тканевого дыхания, нервной системы и органов пищеварения. Имеются данные, что повышенная температура воздуха (выше 30°) усиливает токсическое действие К.

При воздействии К. на организм возможны острые и хрон, отравления. В производственных условиях у рабочих могут наблюдаться преимущественно хрон, отравления К., при этом характерны жалобы на кашель, нарушение аппетита, диспепсические расстройства и нарушение обоняния. Развиваются изменения в верхних дыхательных путях (хрон, риниты, ларингиты, фарингиты). При длительном контакте с соединениями К. отмечаются явления хрон, бронхита, пневмонии и пневмосклероза. Описаны случаи бронхиальной астмы. При воздействии К. и его соединений наблюдали возникновение кардиомиопатии (см.). Обнаруживаются изменения крови: повышение содержания гемоглобина, увеличение количества эритроцитов, ретикулоцитоз, снижение свертываемости, при тяжелых формах - анемия. Выявляются патол, изменения со стороны печени и симптомы раздражения почек. В аварийных ситуациях возможны случаи острых отравлений К. На фоне выраженной вегетативно-сосудистой дисфункции и функц. нарушения состояния ц. н. с. отмечалась рассеянная микроочаговая симптоматика.

Соединения К. обладают выраженными сенсибилизирующими свойствами, они могут быть причиной развития проф. дерматитов, экзем и гиперкератозов; имеются указания на развитие аллергического миокардита. Установлено токсическое влияние соединений К. на течение беременности, родов и на развитие плода и новорожденного.

Методы определения К. в воздухе основаны на взаимодействии иона CO 2+ с нитрозо-R-солью и последующей колориметрии окрашенного комплексного соединения (чувствительность метода 0,5 мкг в анализируемом объеме). Возможно определение К. в моче и крови после их минерализации по реакции К. с нитрозо-R-солью или нитрозонафтолом.

Предельно допустимая концентрация металлического К. и его окиси для рабочей зоны производственных помещений равна 0,5 мг/м 3 ; для тетракарбонила и карбонилгидрида К. и продуктов его распада - 0,01 мг/м 3 (по К.). Для всех неорганических соединений К. в воде водоемов предельно допустимая концентрация равна 1 мг/л. Среднесуточная предельно допустимая концентрация К. для атмосферного воздуха - 0,5 мг/м 3 (К. и его соединения) и 0,01 мг/м 3 (К. гидрокарбонилы).

Меры предупреждения

В связи с высокой токсичностью К. и его соединений при контакте с ними требуется строгое соблюдение сан.-гиг. норм и правил. Необходимо последовательное проведение профилактических мероприятий, направленных на предупреждение попадания К. в воздух помещений. Процессы, сопровождающиеся пылевыделением, необходимо переводить на влажную технологию, а пылящее оборудование герметизировать с устройством фильтров.

Контроль и управление технол. процессом следует проводить с помощью дистанционных устройств. Ручные, трудоемкие и опасные операции должны быть механизированы. Перед ремонтом оборудования необходима его предварительная очистка от К. Особое внимание должно быть уделено санитарно-бытовым устройствам и средствам индивидуальной защиты. Требуется защита органов дыхания и кожных покровов и соблюдение правил личной гигиены.

Противопоказанием к приему на работу с соединениями К. являются: резко выраженные риноларингофарингиты, хрон, бронхит, пневмо-склероз, эмфизема легких, бронхиальная астма, органические заболевания ц. н. с., выраженные эндокринно-вегетативные заболевания, экземы.

При наличии стойкого бронхита с дыхательной недостаточностью, бронхиальной астмы, рецидивирующей экземы, а также выраженных и стойких изменений в легких требуется перевод на работу, исключающую контакт с токсическими соединениями К. (особенно раздражающего действия). Лица, у которых выявляются диспепсические расстройства, легкие явления бронхита, нуждаются в наблюдении и лечении без отстранения от работы. Лечение больных симптоматическое. При поражении верхних дыхательных путей назначают масляные ингаляции, при бронхитах - антиспастические средства, при осложнении вторичной инфекцией - антибиотики. При необходимости - сердечные средства. При анемии применяются препараты восстановленного железа, общеукрепляющие средства.

Большое значение имеют леч.-проф. мероприятия. В целях профилактики профзаболеваний при получении и применении К. и его соединений необходимо проводить медосмотр при поступлении на работу и периодический осмотр 1 раз в 12 мес. В медосмотре необходимо участие врача-терапевта и по показаниям - стоматолога, невропатолога, окулиста и дерматовенеролога. Обязателен анализ крови (гемоглобин, лейкоциты, РОЭ) и рентгенологическое исследование органов грудной клетки.

Библиография: Бриченко В.С. Клинико-электроэнцефалографическая характеристика поражений головного мозга человека при острой интоксикации гидрокарбонилами кобальта, Сб. науч. трудов Ангарск, науч.-исслед, ин-та гиг. труда и проф. заболев., в. 6, с. 41, М., 1975; Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной, т. 3, с. 531, Л., 1977; Гадаскина И. Д., Г а д а с к и н а Н. Д. и Филов В. А. Определение промышленных неорганических ядов в организме, Л., 1975; Левин В. И. Получение радиоактивных изотопов, с. 152, М., 1972; Лопухова К. А. и Антоньев А. А. О роли кобальта в возникновении профессиональных дерматозов у рабочих асбестоцементной промышленности, в кн.: Вопр, нейроэндокринных дисфункций и аллергологии, под ред. Ю. К. Скрипкина, с. 60, М., 1971; Машковский М. Д. Лекарственные средства, ч. 2, с. 100, М., 1977; Синицын В. И. Радиоактивный кобальт Со60, М., 1967, библиогр.; С п и-ридоноваВ.С. иШабалинаЛ.П. Экспериментальное исследование токсичности тетракарбонила кобальта, Гиг. и сан., № 1, с. 97, 1973; Токсикология редких металлов, под ред. 3. И. Из-раэльсона, с. 164, 227, М., 1963; Шустов В. Я. Микроэлементы в гематологии, с. 13, М., 1967; Экспертиза трудоспособности при профессиональных заболеваниях, под ред. К. П. Молоканова и др., с. 106, М., 1968.

Н. Ю. Тарасенко; В. В. Бочкарев (рад.), В. П. Фисенко (фарм.).

Cтраница 2

В результате ядерной реакции IsFe (p, п) образуется радиоактивный изотоп кобальта Со с периодом полураспада Т / % 80 сут.

В результате ядерной реакции 2бРе56 (р, п) образуется радиоактивный изотоп кобальта, период полураспада которого равен 80 суткам.

В результате ядерной реакции seFe56 (p, п) образуется радиоактивный изотоп кобальта, период полураспада которого равен 80 суткам.

В результате ядерной реакции ЦЦРе (р, п) образуется радиоактивный изотоп кобальта Со с периодом полураспада 7 / 280 сут.

Так, нейлоновое волокно № 130 / 34 после сорокадвухчасового облучения у-лучамн радиоактивного изотопа кобальта 60 теряет около половины прочности. При бомбардировке этого волокна нейтронами в атомном котле падение прочности составляет несколько меньше половины. Для сравнения напомним, что вискозный шелк под действием у-лучей теряет прочность наполовину, а при облучении нейтронами - полностью.

Метод радиометрического контроля уровнемером основан на просвечивании колошниковой части рабочего пространства печи радиоактивным изотопом кобальта Со60 и на поглощении излучения шихтой.

Так, для широко применяемого в настоящее время в технике и медицине у-излу-чения радиоактивного изотопа кобальта Со60 с энергией кванта - 1 25 Мэв для уменьшения интенсивности вдвое необходима толщина защитного экрана из свинца л: о. Экран с толщиной в 10 раз большей дает ослабление в 210 103 раз.

В химической промышленности радиоактивные изотопы используются для измерения уровня жидкости в закрытых резервуарах, для определения количества катализатора замкнутой системы и механизма ряда каталитических процессов и др. При помощи радиоактивного изотопа кобальта можно измерять удельный вес нефтепродуктов, протекающих через закрытый трубопровод.

Благодаря использованию различных ядерных реакций получены сотни различных видов радиоактивных ядер. Радиоактивный изотоп кобальта Со60, с периодом полураспада 5 3 года, играет важную роль в качестве заменителя радия при лечении раковых заболеваний. Его можно получать из обычного кобальта, который состоит исключительно из устойчивых атомов Со59, реакцией с медленными нейтронами. Для этого иглы, изготовленные из чистого кобальта или из сплава кобальта с никелем, облучают нейтронами, получаемыми в урановом реакторе.

Для этой цели в реакторах имеются специальные каналы, в которые и вводятся требуемые вещества для облучения их нейтронами. Этим способом производится в больших количествах радиоактивный изотоп кобальта Со (Т:: 5 3 года), являющийся источником у-лучей со средней энергией 1 25 Мэв. Подобным же образом получают изотоп тантала faTa (Г113 дней), который обладает меньшим периодом полураспада, но также испускает у-лучи с энергией, превышающей 1 Мэв.

Простые радиоактивные приборы с газоразрядными счетчв ками типа реле широко применяются в промышленности для сигнализации уровня различных веществ, положения частей механизмов, счета изделий и в других случаях, когда прибор работает по принципу да - нет. Чаще всего в таких приборах применяют Y-излучение радиоактивного изотопа кобальта (Со60), в качестве регистратора у-излученпя - галогенные самогасящиеся счетчики СТС, используемые в режиме среднего тока. Радиоактивные реле во многих случаях эксплуатации оказываются надежнее, чем такие простые приборы, как фотоэлектронные реле.

Поэтому величина х06 носит название слоя половинного ослабления у-лучей данным веществом. Так, для широко применяемого в настоящее время в технике и медицине у-излу-чения радиоактивного изотопа кобальта Со 0 с энергией кванта - 1 25 Мэв для уменьшения интенсивности вдвое необходима толщина защитного экрана из свинца хо. Экран с толщиной в 10 раз большей дает ослабление в 210 - 103 раз.

Мальвано и Фасоло применили экстракционное выделение кобальта при определении Со и Ni в образцах алюминия, нефти и полифенилов. Особенность этой работы состоит в том, что оба эти элемента определяются по двум радиоактивным изотопам кобальта, образующимся по реакциям: Со59 (п, / у) Со60 на тепловых нейтронах и № 58 (п, р) Со58 на быстрых нейтронах.

Железная мишень облучается пучком протонов с энергией 22 Мэв и интенсивностью / 20 мка. В результате ядерной реакции (р, п), выход которой 1 2 - 10 - 3, образуется радиоактивный изотоп кобальта Со86, период полураспада которого Т 77 2 дня.