Кобальт 60 у побуті та на роботі
Серед усіх штучних радіоактивних ізотопів, що використовуються людством, найбільш широке застосування знайшов кобальт 60. Цей ізотоп має поєднання високої питомої активності, високої енергії гамма-випромінювання, зручного періоду напіврозпаду та наявності всього одного природного стабільного ізотопу (що спрощує трансмутацію). Фактично, джерела гамма-випромінювання з урахуванням кобальту 60 є стандартним варіантом скрізь, де потрібні фотони з енергією більше 1 МеВ. Сьогодні я розповім, як отримують та застосовують цей ізотоп.
Панорамний опромінювач із кобальту 60 опущений у басейн для обслуговування. Подібний опромінювач здатний створити потужність дози до 2 млн рентгенів на годину на відстані 20 см від поверхні.
Виробництво
Кобальт є активаційним ізотопом, тобто. його отримують в результаті поглинання нейтронів природним кобальтом 59. Цей процес має максимальну ефективність (37 барн) на теплових нейтронах, тому в цілому для виробництва підходить практично будь-який реактор.
Найбільшими виробниками 60Co у світі є канальні реактори – важководні CANDU (Канадська АЕС Bruce, корейська Wolsong та аргентинська Embalse) та водно-графітові РБМК, встановлені на Ленінградській АЕС. Перевага канальних реакторів - у можливості вивантаження і завантаження мішеней, що опромінюються незалежно від робочого циклу реактора.
Мета для опромінення кобальту в американському реакторі ATR.
До речі, однією з останніх значущих змін на ринку кобальту став проект виробництва цього ізотопу в бланкетах реактора БН-800, який забезпечує великий нейтронний потік і дозволяє отримувати продукт з високою питомою активністю швидше.Втім, перший продукт з'явиться не раніше 2019 року.
Сам процес виробництва кобальту-60 щодо простий (відносно 238Pu, наприклад) Різні форми металевого кобальту (дроб, дріт, циліндричні елементи) поміщаються в мішень з цирконію або нержавіючої сталі, встановлюються в опромінювальний пристрій і опускаються до реактора. мішені виймаються, розкриваються у гарячій камері кобальт-60 сортується за активністю та перепакується у джерела, після чого відвантажується замовнику.
Елементи із природного кобальту, пенал із подвійними стінками, пристрій для транспортування пеналів та контейнер із 27 сантиметровими стінками із свинцю та сталі для перевезення вагою майже 6 тонн.
Загальне виробництво кобальту 60 у світі на сьогодні близько 75 мільйонів кюрі на рік, яке ділиться на два типи: кобальт з низькою та середньою активністю (до 100 кюрі на грам) та високоактивний кобальт (250+ кюрі на грам). використовується в основному в медичних застосуваннях, його випуск становить ~2,5 млн. кюрі на рік. кюрі низькоактивного кобальту близько 2 доларів за кюрі та високоактивного близько 25$ за кюрі загальний ринок цього ізотопу становить ~200 млн доларів, перевершуючи за обсягами ринки молібдену 99Mo та ядерно-легованого кремнію. з найдешевших) радіоактивний гамма-емітер — як мінімум у кілька разів дешевше 137Cs та 90Sr у перерахунку на 1 кюрі.
Опромінені мішені з кобальтом із високою питомою активністю у басейні витримки АЕС Bruce
Чому ж 60Co настільки затребуваний (і ринок зростає темпом 4% на рік)? Кобальт 60 розпадається в 60Ni випромінюючи гамма-кванти з енергією ~1,3 МеВ, які глибоко проникають практично в будь-які матеріали і при цьому мають високу іонізуючу здатність. При стерилізації це, наприклад, дозволяє "засвічувати" відразу великі обсяги продукту, а при вимірі товщини матеріалу - вимірювати товсті металеві деталі, недоступні рентгенівським установкам.
Зростання питомої активності кобальтових мішеней при опроміненні в реакторі з потоком 10^14 н/см^2*c
Крім того, кобальт 60 має досить зручний період напіврозпаду - 5,27 року. З одного боку що вище період напіврозпаду, то довше працює джерело, але з іншого боку тим складніший і дорожчий процес його поховання. У випадку 60Co типовий пенал для панорамного опромінювача (про них нижче), що містить на початку близько 6000-8000 Кі (100 грам кобальту питомою активністю 60-80 Кі/г) через 20 років використання має 431-576 Кі і може бути вивільнений із категорії радіоактивних відходів за 120-130 років, тобто. не вимагає дорогого підземного поховання, лише зберігання. У той же час гамма-емітуючі ізотопи з ще більш коротким періодом напіврозпаду, наприклад 22Na з періодом напіврозпаду 2,6 року і 192Ir з періодом напіврозпаду 78 діб є вже не такими зручними в плані частоти заміни та супутніх обсягів логістики (натрій крім того, знаходить широкого застосування в силу хімічної активності та розпухання джерел від продукту розпаду - неону).
Ще трохи контейнерів для перевезення кобальту 60. Щороку у світі відбувається близько 1000 перевезень подібних контейнерів.
Основним конкурентом 60Co є невідомий осколковий ізотоп 137Cs.До плюсів кобальту тут можна віднести:
- Простіший процес отримання, що не вимагає радіохімії
- Вдвічі більша енергія гамма-випромінювання
- Цезій – вкрай хімічний активний та летючий елемент.
- Вивільнення цезію 137 із категорії радіоактивних відходів займе сотні років.
Стерилізація
Основним ринком, де використовується 60Co, є стерилізація медичних виробів та різноманітних продуктів харчування, наприклад спецій, морепродуктів та манго. Зазвичай ці операції проводяться на централізованих станціях стерилізації, де встановлений панорамний опромінювач, що містить 2-4 мільйони кюрі кобальту 60 і конвеєр, що переміщує продукти, що стерилізуються навколо цього опромінювача.
Панорамні опромінювачі набираються з таких пеналів із нержавіючої сталі з пігулками кобальту. Пенал зазвичай має подвійну стінку та перевіряється на герметичність.
Гамма-стерилізація має дві схожі альтернативи - рентгенівська стерилізація та стерилізація електронним променем. Технологічна відмінність останніх двох типів у використанні невеликого прискорювача для створення потоку електронів (і як варіант рентгенівського випромінювання з цього потоку електронів). Перевагою кобальтової стерилізації тут є більш простий пристрій і можливість роботи з великими обсягами опромінюваного матеріалу, а недоліком - неможливість "вимкнути" випромінювання (хоча це вирішується зануренням опромінювачів у басейн з водою), роботою з більшими кількостями радіоактивного матеріалу та нижчі доступні дози в порівнянні з електронним променем.
План типового центру гамма-стерилізації.Навколо панорамного опромінювача рухається конвеєр з продукцією, що опромінюється, камера обробки з усіх боків оточена біозахистом, а сам панорамний опромінювач можна опустити вниз, в басейн для роботи з обладнанням опромінювальної камери. Заміна пеналів із кобальтом теж здійснюється під водою.
Для типового панорамного стерилізатора час опромінення становить від кількох секунд (наприклад, стільки займає стерилізація комах для придушення їхньої популяції в природі) до 10 годин для фармацевтичних наборів для внутрішньовенного вливання або хірургічного обладнання. У цьому в камері стерилізації на конвеєрі може бути кілька тонн, тобто. загальна продуктивність цього методу дуже висока.
Відео про роботу гамма-стерилізаційного центру.
Втім, незважаючи на недоліки стерилізації електронним променем (до них можна віднести ще витрати на електроенергію та роботу тільки з шаром у 2-3 см), цей метод поступово відвойовує ринок у кобальтової стерилізації через можливість поставити прискорювач у принципі в кожен великий госпіталь та не мати проблем із логістикою.
МАГАТЕ оцінює, що у світі працює близько 200 великих центрів стерилізації з панорамними опромінювачами.
Промислове застосування
Існує кілька напрямків, де використовуються джерела з кобальтом 60 у промисловості. Найстаріше і розвинене — це товщинометри та густоміри. Як зрозуміло з назви, товщина матеріалу з відомою щільністю або щільність при відомій товщині (наприклад, вміст руди в пульпі) визначається поглинання гамма-випромінювання джерела до детектора.У світі використовуються десятки тисяч подібних пристроїв, забезпечені переважно джерелами з 137Cs і 60Co, хоча іноді використовуються і такі ізотопи, як 22Na. При цьому, порівняно з панорамними опромінювачами, вміст радіоактивних ізотопів тут невеликий — зазвичай 1.10 кюрі.
Поряд з іншими використаннями одне з найактивніших – вимірювання щільності та вологості ґрунту.
Ще більш поширеним застосуванням джерел із кобальтом 60 є гамма-дефектоскопія - в основному товстих зварних швів (від 20 до 200 мм). Технологія схожа з отриманням рентгенівських зображень, тільки більша товщина металу вимагає застосування випромінювання з більшою енергією, ніж може дати рентгенівська трубка. Гамма-дефектоскопи бувають різної потужності (розраховані на різну товщину металу) і зазвичай містять від 10 до 400 кюрі кобальту 60. Також знаходять застосування більш короткоживучі ізотопи селен 75 і іридій 192.
Переносні промені смерті, також відомі як випромінюючі головки гамма-дефектоскопов
Крім перерахованого, джерела з кобальтом знаходять застосування (щоправда вузьке) як висотоміри, наприклад посадковий апарат КК "Союз" забезпечений подібним пристроєм, що вимірює потік відбитих від поверхні гамма-квантів і оцінює відстань до неї. Подібна технологія також використовується для вимірювання висоти сипких речовин у ємностях, хоча жодних конкретних прикладів виробництва, де б був встановлений такий вимірювач, я не знайшов.
Зовні «Кактус» нічим особливо не примітний.
Нарешті, важливим застосуванням є опромінення пластикових полімерів поліпшення їх властивостей. Якщо судити з цієї брошурки, рішуче покращуються всі властивості пластиків за рахунок утворення поперечних хімічних зв'язків.В основному набір дози досягається за допомогою бета-випромінювання (тобто променя електронів з прискорювача), однак приблизно 25% таких операцій виконується за допомогою панорамних випромінювачів, схожих на ті, що використовуються в стерилізації (більше того, деякі центри гамма-стерилізації виконують та опромінення пластиків на тому ж обладнанні).
Втім, в основному опромінення пластиків виробляють на таких електростатичних прискорювачах електронів з енергією 0,7-1,5 МеВ, через їх вкрай високу дозову продуктивність.
Медицина
У 60-х роках колімовані джерела гамма-випромінювання на основі радіокобальту були основним засобом для радіотерапії.
Кобальт 60 активно використовується в медицині, в основному в терапії раку. Хоча цей радіоізотоп на сьогодні практично витіснений зі стандартної променевої терапії прискорювальними джерелами іонізуючого випромінювання, він все ще широко знаходить застосування в гамма-ножах та брахітерапії.
Принцип дії та реальний гамма ніж. На фотографії, очевидно, макети джерел, інакше фотограф отримав би кілька бер у кращому випадку.
Гамма-ніж, це пристрій для радіохірургії пухлин у головному мозку. Технічно, установка складається з декількох сотень колімованих джерел гамма-випромінювання, закритих шторкою, що поглинає, розташованих навколо голови пацієнта. Для терапії промені точкових джерел перетинаються на пухлини, тим самим створюючи тут необхідну потужність дози. Саме для гамма-ножа потрібний кобальт-60 з високою питомою активністю. Перевагою 60Co тут є висока енергія гамма-випромінювання, що слабо поглинається тканиною і практично моноенергетичність випромінювання, на відміну від багатьох інших медичних ізотопів.
Ще зображення гамма-ножа та стандартного джерела, що використовується в ньому. Кобальт – це маленькі шматочки матеріалу внизу зображення джерела, решта – це оболонки та коліматор.
Другим великим застосуванням радіокобальту в медицині є брахітерапія - введення в пухлину декількох капсул з радіоізотопом для внутрішнього опромінення, особливо для тих випадків, коли потрібне джерело з гамма-випромінюванням високої енергії (наприклад, рак грудей). Тут 60Co має переваги меншого пошкодження випромінюванням оточуючих органів та можливості набору більших доз.
Радіоактивне джерело для брахітерапії раку, яке встановлюється в тіло пацієнта.
Наука
Кобальт є зручним ізотопом для створення потужних полів гамма-випромінювання, які використовуються в основному при дослідженні зміни властивостей матеріалів та обладнання під впливом гамма-випромінювання. Наприклад, покращення властивостей пластиків або визначення радіаційної стійкості мікросхем. Близько 30 подібних опромінювальних установок працює в лабораторіях по всьому світу.
Крім того, кобальт 60 є одним із метрологічних стандартів, на якому калібрується все обладнання для вимірювання потужності гамма-випромінювання.
Типова лабораторія для калібрування вимірювальної апаратури - зліва джерело в захисті (видне електропривод затвора), візок для переміщення приладу із встановленим повірочним радіометром.
Одне зі стандартних джерел, за якими перевіряють та калібрують дозиметри та радіометри у нас у країні.
Втім вчені можуть використовувати й інші іграшки, наприклад 400 гігаватне імпульсне джерело гамма-випромінювання HERMES-III
Висновки
Незважаючи на те, що останні десятиліття джерела іонізуючого випромінювання на базі 60Co витісняються з деяких ніш прискорювальними ДІВ, цей дешевий і зручний ізотоп залишається джерелом гамма-випромінювання, що широко використовується. Для атомної промисловості, своєю чергою, є однією з найважливіших товарів, який затребуваний поза самої промисловості. Більш широке застосування радіокобальту, втім, стримується складністю та дорожнечею заходів безпеки, які доводиться вживати під час транспортування та використання радіоактивних матеріалів.
P.S. І про кобальтову бомбу. Ця широко розрекламована ідея з 50-х років має мало мало практичного сенсу. По-перше в сучасних ядерних боєприпасах немає великої кількості зайвих нейтронів, щоб активувати помітні кількості кобальту, по-друге і сам цей процес активації швидкими нейтронами не дуже ефективний, по-третє ядерних боєприпас за рахунок ступенів розподілу і так дає великі обсяги радіонуклідів, причому різних, нарешті, експоненційні профілі випадання опадів ядерного вибуху призводять до тому що, навіть збільшивши кількість радіонуклідів у 2-3 рази, ми слабо збільшуємо заражену територію.
Як одержують кобальт 60?
Авторизуючись у LiveJournal за допомогою стороннього сервісу ви приймаєте умови Угоди користувача LiveJournal
Кобальт.
Серед усіх штучних радіоактивних ізотопів, що використовуються людством, найбільш широке застосування знайшов кобальт 60. Цей ізотоп має поєднання високої питомої активності, високої енергії гамма-випромінювання, зручного періоду напіврозпаду та наявності всього одного природного стабільного ізотопу (що спрощує трансмутацію).Фактично, джерела гамма-випромінювання з урахуванням кобальту 60 є стандартним варіантом скрізь, де потрібні фотони з енергією більше 1 МеВ. Сьогодні я розповім, як отримують та застосовують цей ізотоп.
Панорамний опромінювач із кобальту 60 опущений у басейн для обслуговування. Подібний опромінювач здатний створити потужність дози до 2 млн рентгенів на годину на відстані 20 см від поверхні.
Кобальт є активаційним ізотопом, тобто. його отримують в результаті поглинання нейтронів природним кобальтом 59. Цей процес має максимальну ефективність (37 барн) на теплових нейтронах, тому в цілому для виробництва підходить практично будь-який реактор.
Найбільшими виробниками 60 Co у світі є канальні реактори - важководні CANDU (Канадська АЕС Bruce, корейська Wolsong та аргентинська Embalse) та водно-графітові РБМК, встановлені на Ленінградській АЕС. Перевага канальних реакторів - у можливості вивантаження і завантаження мішеней, що опромінюються незалежно від робочого циклу реактора.
Мета для опромінення кобальту в американському реакторі ATR.
До речі, однією з останніх значущих змін на ринку кобальту став проект виробництва цього ізотопу в бланкетах реактора БН-800, який забезпечує великий нейтронний потік і дозволяє отримувати продукт з високою питомою активністю швидше. Втім, перший продукт з'явиться не раніше 2019 року.
Сам процес виробництва кобальту-60 щодо простий (щодо 238 Pu, наприклад). Різні форми металевого кобальту (дроб, дріт, циліндричні елементи) поміщаються в мішень з цирконію або нержавіючої сталі, встановлюються в опромінювальний пристрій і опускаються в реактор.Після витримки до потрібної активності мішені витягуються, розкриваються в гарячій камері, кобальт-60 сортується за активністю і перепаковується в джерела, після чого відвантажується замовнику.
Елементи із природного кобальту, пенал із подвійними стінками, пристрій для транспортування пеналів та контейнер із 27 сантиметровими стінками із свинцю та сталі для перевезення вагою майже 6 тонн.
Загальне виробництво кобальту 60 у світі на сьогодні близько 75 мільйонів кюрі на рік, яке ділиться на два типи: кобальт з низькою та середньою активністю (до 100 кюрі на грам) та високоактивний кобальт (250+ кюрі на грам). Останній вважається високотехнологічним продуктом і використовується переважно в медичних застосуваннях, його випуск становить ~2,5 млн кюрі на рік. За вартості одного кюрі низькоактивного кобальту близько 2 доларів за кюрі і високоактивного близько 25$ за кюрі загальний ринок цього ізотопу становить ~200 млн доларів, перевищуючи обсяги ринку молібдену 99Mo і ядерно-легованого кремнію. До речі, за вартістю, схоже, це найдешевший (або один із найдешевших) радіоактивний гамма-емітер – як мінімум у кілька разів дешевше за 137 Cs та 90 Sr у перерахунку на 1 кюрі.
Опромінені мішені з кобальтом із високою питомою активністю у басейні витримки АЕС Bruce
Чому ж 60 Co настільки затребуване (і ринок зростає темпом 4% на рік)? Кобальт 60 розпадається в 60 Ni випромінюючи гамма-кванти з енергією ~1,3 МеВ, які глибоко проникають практично в будь-які матеріали і при цьому мають високу іонізуючу здатність. При стерилізації це, наприклад, дозволяє "засвічувати" відразу великі обсяги продукту, а при вимірі товщини матеріалу - вимірювати товсті металеві деталі, недоступні рентгенівським установкам.
Швидкість зростання питомої активності кобальтових мішеней при опроміненні в реакторі з потоком 10^14 н/см^2*c
Крім того, кобальт 60 має досить зручний період напіврозпаду - 5,27 року. З одного боку що вище період напіврозпаду, то довше працює джерело, але з іншого боку тим складніший і дорожчий процес його поховання. У випадку 60 Co типовий пенал для панорамного опромінювача (про них нижче), що містить на початку близько 6000-8000 Кі (100 грам кобальту питомою активністю 60-80 Кі/г) через 20 років використання має 431-576 Кі і може бути вивільнений з категорії радіоактивних відходів за 120-130 років, тобто. не вимагає дорогого підземного поховання, лише зберігання. У той же час гамма-емітуючі ізотопи з ще більш коротким періодом напіврозпаду, наприклад 22 Na з періодом напіврозпаду 2,6 року та 192 Ir з періодом напіврозпаду 78 діб є вже не такими зручними в плані частоти заміни та супутніх обсягів логістики (натрій крім того , не знаходить широкого застосування через хімічну активність і розпухання джерел від продукту розпаду – неона).
Ще трохи контейнерів для перевезення кобальту 60. Щороку у світі відбувається близько 1000 перевезень подібних контейнерів.
Основним конкурентом 60 Co є невідомий осколковий ізотоп 137Cs. До плюсів кобальту тут можна віднести:
- Простіший процес отримання, що не вимагає радіохімії
- Вдвічі більша енергія гамма-випромінювання
- Цезій – вкрай хімічний активний та летючий елемент.
- Вивільнення цезію 137 із категорії радіоактивних відходів займе сотні років.
Де ж застосовується Кобальт 60?
Основним ринком, де використовується 60 Co, є стерилізація медичних виробів та різноманітних продуктів харчування, наприклад спецій, морепродуктів та манго. Зазвичай ці операції проводяться на централізованих станціях стерилізації, де встановлений панорамний опромінювач, що містить 2-4 мільйони кюрі кобальту 60 і конвеєр, що переміщує продукти, що стерилізуються навколо цього опромінювача.
Панорамні опромінювачі набираються з таких пеналів із нержавіючої сталі з пігулками кобальту. Пенал зазвичай має подвійну стінку та перевіряється на герметичність.
Гамма-стерилізація має дві схожі альтернативи - рентгенівська стерилізація та стерилізація електронним променем. Технологічна відмінність останніх двох типів використання невеликого прискорювача для створення потоку електронів (і як варіант - рентгенівського випромінювання з цього потоку електронів). Перевагою кобальтової стерилізації тут є більш простий пристрій і можливість роботи з великими обсягами опромінюваного матеріалу, а недоліком - неможливість "вимкнути" випромінювання (хоча це вирішується зануренням опромінювачів у басейн з водою), роботою з більшими кількостями радіоактивного матеріалу та нижчі доступні дози в порівнянні з електронним променем.
План типового центру гамма-стерилізації. Навколо панорамного опромінювача рухається конвейєр з продукцією, що опромінюється, камера обробки з усіх боків оточена біозахистом, а сам панорамний опромінювач можна опустити вниз, в басейн для роботи з обладнанням опромінювальної камери. Заміна пеналів із кобальтом теж здійснюється під водою.
Для типового панорамного стерилізатора час опромінення становить від кількох секунд (наприклад, стільки займає стерилізація комах для придушення їхньої популяції в природі) до 10 годин для фармацевтичних наборів для внутрішньовенного вливання або хірургічного обладнання. У цьому в камері стерилізації на конвеєрі може бути кілька тонн, тобто. загальна продуктивність цього методу дуже висока.
Відео про роботу гамма-стерилізаційного центру. Подивіться, не пошкодуєте.
Втім, незважаючи на недоліки стерилізації електронним променем (до них можна віднести ще витрати на електроенергію та роботу тільки з шаром у 2-3 см), цей метод поступово відвойовує ринок у кобальтової стерилізації через можливість поставити прискорювач у принципі в кожен великий госпіталь та не мати проблем із логістикою.
МАГАТЕ оцінює, що у світі працює близько 200 великих центрів стерилізації з панорамними опромінювачами.
Існує кілька напрямків, де використовуються джерела з кобальтом 60 у промисловості. Найстаріше і розвинене - це товщинометри та густоміри. Як зрозуміло з назви, товщина матеріалу з відомою щільністю або щільність при відомій товщині (наприклад, вміст руди в пульпі) визначається поглинання гамма-випромінювання джерела до детектора. У світі використовуються десятки тисяч подібних пристроїв, забезпечені переважно джерелами з 137 Cs і 60 Co, хоча іноді використовуються і такі ізотопи, як 22 Na. У цьому, проти панорамними опромінювачами вміст радіоактивних ізотопів тут невелика - зазвичай 1. 10 кюрі.
Поряд з іншими використаннями одне з найактивніших – вимірювання щільності та вологості ґрунту.
Ще більш поширеним застосуванням джерел з кобальтом 60 є гамма-дефектоскопія – переважно товстих зварних швів (від 20 до 200 мм). Технологія схожа з отриманням рентгенівських зображень, тільки більша товщина металу вимагає застосування випромінювання з більшою енергією, ніж може дати рентгенівська трубка. Гамма-дефектоскопи бувають різної потужності (розраховані на різну товщину металу) і зазвичай містять від 10 до 400 кюрі кобальту 60. Також знаходять застосування більш короткоживучі ізотопи селен 75 і іридій 192.
Переносні промені смерті, також відомі як випромінюючі головки гамма-дефектоскопов
Крім перерахованого, джерела з кобальтом знаходять застосування (щоправда вузьке) як висотоміри, наприклад посадковий апарат КК "Союз" забезпечений подібним пристроєм, що вимірює потік відбитих від поверхні гамма-квантів і оцінює відстань до неї. Подібна технологія також використовується для вимірювання висоти рідини в баках, хоча жодних конкретних прикладів виробництва, де був встановлений такий вимірювач я не знайшов.
Зовні "Кактус" нічим особливо не примітний.
Нарешті, важливим застосуванням є опромінення пластикових полімерів поліпшення їх властивостей. Якщо судити з цієї брошурки, рішуче покращуються всі властивості пластиків за рахунок утворення поперечних хімічних зв'язків. В основному набір дози досягається за допомогою бета-випромінювання (тобто променя електронів з прискорювача), однак приблизно 25% таких операцій виконується за допомогою панорамних випромінювачів, схожих на ті, що використовуються в стерилізації (більше того, деякі центри гамма-стерилізації виконують та опромінення пластиків на тому ж обладнанні).
Втім, в основному опромінення пластиків виробляють на таких електростатичних прискорювачах електронів з енергією 0,7-1,5 МеВ, через їх вкрай високу продуктивність.
У 60-х роках колімовані джерела гамма-випромінювання на основі радіокобальту були основним засобом для радіотерапії.
Кобальт 60 активно використовується в медицині, в основному в терапії раку. Хоча цей радіоізотоп на сьогодні практично витіснений зі стандартної променевої терапії прискорювальними джерелами іонізуючого випромінювання, він все ще широко знаходить застосування в гамма-ножах та брахітерапії.
Принцип дії та реальний гамма ніж. На фотографії, очевидно, макети джерел, інакше фотограф отримав би кілька бер у кращому випадку.
Гамма-ніж, це пристрій для радіохірургії пухлин у головному мозку. Технічно, установка складається з декількох сотень колімованих джерел гамма-випромінювання, закритих шторкою, що поглинає, розташованих навколо голови пацієнта. Для терапії промені точкових джерел перетинаються на пухлини, тим самим створюючи тут необхідну потужність дози. Саме для гамма-ножа потрібний кобальт-60 з високою питомою активністю. Перевагою 60 Co тут є висока енергія гамма-випромінювання, що слабо поглинається тканиною і практично моноенергетичність випромінювання, на відміну від багатьох інших медичних ізотопів.
Ще зображення гамма-ножа та стандартного джерела, що використовується в ньому. Кобальт – це маленькі шматочки матеріалу внизу зображення джерела, решта – це оболонки та коліматор.
Другим великим застосуванням радіокобальту в медицині є брахітерапія - введення в пухлину кількох капсул з радіоізотопом для внутрішнього опромінення, особливо для тих випадків, коли потрібне джерело з гамма-випромінюванням високої енергії (наприклад, рак грудей). Тут 60 Co має переваги меншого пошкодження випромінюванням оточуючих органів та можливості набору більших доз.
Радіоактивне джерело для брахітерапії раку, яке встановлюється в тіло пацієнта.
Кобальт є зручним ізотопом для створення потужних полів гамма-випромінювання, які використовуються в основному при дослідженні зміни властивостей матеріалів та обладнання під впливом гамма-випромінювання. Наприклад, покращення властивостей пластиків або визначення радіаційної стійкості мікросхем. Близько 30 подібних опромінювальних установок працює в лабораторіях по всьому світу.
Крім того, кобальт 60 є одним із метрологічних стандартів, на якому калібрується все обладнання для вимірювання потужності гамма-випромінювання.
Типова лабораторія для калібрування вимірювальної апаратури - зліва джерело в захисті (видне електропривод затвора), візок для переміщення приладу із встановленим повірочним радіометром.
Одне зі стандартних джерел, за якими перевіряють та калібрують дозиметри та радіометри у нас у країні.
Втім вчені можуть використовувати й інші іграшки, наприклад 400 гігаватне імпульсне джерело гамма-випромінювання HERMES-III
Незважаючи на те, що останні десятиліття джерела іонізуючого випромінювання на базі 60 Co витісняються з деяких ніш прискорювальними ДІВ, цей дешевий і зручний ізотоп залишається джерелом гамма-випромінювання, що широко використовується. Для атомної промисловості, своєю чергою, є однією з найважливіших товарів, який затребуваний поза самої промисловості. Більш широке застосування радіокобальту, втім, стримується складністю та дорожнечею заходів безпеки, які доводиться вживати під час транспортування та використання радіоактивних матеріалів.
