Кобальт-60
Содержание:
Лидеры по содержанию
Полезно знать, сколько и каких продуктов следует включить в дневной рацион, чтобы в организме не возник дефицит необходимого элемента.
Из таблицы ниже вы узнаете, в каких продуктах питания содержится кобальт, где его больше всего.
Продукты | Содержание кобальта, мкг/100 г | Сколько продукта требуется в сутки, г | В каком виде лучше употреблять |
Кальмар | 95 | 11 | Суп или салат из морепродуктов |
Белые грибы | 6 | 167 | Суп с грибами, грибное рагу, соус |
Соя | 31,2 | 32 | Соус, тушеная |
Морской окунь, треска | 30 | 33 | Запеченный, отварной |
Какао-бобы | 27 | 37 | В виде напитка |
Манная крупа | 25 | 40 | Каша с фруктами на воде или с небольшим количеством молока |
Яйцо куриное | 10 | 100 | Омлет, вареное (всмятку или в мешочек) |
Хек, камбала, ледяная рыба, креветки | 20 | 50 | В запеченном или тушеном виде. |
Креветки | 12 | 83 | В салате. |
Говяжья печень | 19,9 | 50 | Паштет |
Фасоль | 18,7 | 53 | Пюре |
Горох | 13,1 | 76 | Свежий, замороженный, суп |
Куриное филе | 9 | 111 | Отварное или запеченное |
Фундук | 12,3 | 81 | В свежем виде |
Груша | 10 | 100 | В свежем виде |
Чеснок | 9 | 111 | Добавлять в овощные и мясные блюда за минуту до готовности |
Овес | 8 | 125 | Каша на воде с фруктами и орехами или с овощами |
Помидоры | 6 | 167 | Тушеные, томатная паста, свежие |
Картофель | 5 | 200 | Печеный, пюре |
Салат | 4 | 250 | В свежем виде с картофелем, мясными или рыбными блюдами |
Редис | 3 | 333 | В салате, окрошке |
Абрикосы, виноград, дыня, малина | 2 | 500 | Свежие, соки |
Кисломолочные продукты | 1 | 1000 | В свежем виде |
Больше всего кобальта в рыбных и мясных продуктах. Получающие малое количество микроэлемента вегетарианцы обрекают себя на раннюю старость и подвержены многим опасным заболеваниям.
Деятельность [ править ]
В соответствии с его периодом полураспада, то радиоактивная активность одного грамма в60Coсоставляет 44 Тл Бк (около 1100 кюри ). Константа поглощенной дозы связана с энергией и временем распада. За60Coон равен 0,35 мЗв / (ГБк · ч) на расстоянии одного метра от источника. Это позволяет рассчитать эквивалентную дозу , которая зависит от расстояния и активности.
Например, 60Co источник с активностью 2,8 ГБк, что эквивалентно 60 мкг чистого 60Co, генерирует дозу 1 мЗв на расстоянии одного метра в течение одного часа. Проглатывание60Co уменьшает расстояние до нескольких миллиметров, и та же доза достигается за секунды.
Источники тестирования, такие как те, которые используются для школьных экспериментов, имеют активность <100 кБк. В приборах неразрушающего контроля материалов используются источники с активностью 1 ТБк и более.
Высокие γ-энергии приводят к значительной разнице масс между 60Ni и 60Co0,003 ед . Это составляет почти 20 Вт на грамм, что почти в 30 раз больше, чем у238Пу.
Нейтроны — медленные и быстрые
В неделящемся веществе, «отскакивая» от ядер, нейтроны передают им часть своей энергии, тем большую, чем легче (ближе им по массе) ядра. Чем в большем числе столкновений поучаствовали нейтроны, тем более они замедляются, и, наконец, приходят в тепловое равновесие с окружающим веществом — термализуются (это занимает миллисекунды). Скорость тепловых нейтронов — 2200 м/с (энергия 0,025 эВ). Нейтроны могут ускользнуть из замедлителя, захватываются его ядрами, но с замедлением их способность вступать в ядерные реакции существенно возрастает, поэтому нейтроны, которые «не потерялись», с лихвой компенсируют убыль численности. Так, если шар делящегося вещества окружить замедлителем, многие нейтроны покинут замедлитель или будут поглощены в нем, но будут и такие, которые вернутся в шар («отразятся») и, потеряв свою энергию, с гораздо большей вероятностью вызовут акты деления. Если шар окружить слоем бериллия толщиной 25 мм, то, можно сэкономить 20 кг U235 и все равно достичь критического состояния сборки. Но за такую экономию платят временем: каждое последующее поколение нейтронов, прежде чем вызвать деление, должно сначала замедлиться. Эта задержка уменьшает число поколений нейтронов, рождающихся в единицу времени, а значит, энерговыделение затягивается. Чем меньше делящегося вещества в сборке, тем больше требуется замедлителя для развития цепной реакции, а деление идет на все более низкоэнергетичных нейтронах. В предельном случае, когда критичность достигается только на тепловых нейтронах, например — в растворе солей урана в хорошем замедлителе — воде, масса сборок — сотни граммов, но раствор просто периодически вскипает. Выделяющиеся пузырьки пара уменьшают среднюю плотность делящегося вещества, цепная реакция прекращается, а, когда пузырьки покидают жидкость — вспышка делений повторяется (если закупорить сосуд, пар разорвет его — но это будет тепловой взрыв, лишенный всех типичных «ядерных» признаков).
Дело в том, что цепь делений в сборке начинается не с одного нейтрона: в нужную микросекунду их впрыскивают в сверхкритическую сборку миллионами. В первых ядерных зарядах для этого использовались изотопные источники, расположенные в полости внутри плутониевой сборки: полоний-210 в момент сжатия соединялся с бериллием и своими альфа-частицами вызывал нейтронную эмиссию. Но все изотопные источники слабоваты (в первом американском изделии генерировалось менее миллиона нейтронов за микросекунду), а полоний уж очень скоропортящийся — всего за 138 суток снижает свою активность вдвое. Поэтому на смену изотопам пришли менее опасные (не излучающие в невключенном состоянии), а главное — излучающие более интенсивно нейтронные трубки (см. врезку): за несколько микросекунд (столько длится формируемый трубкой импульс) рождаются сотни миллионов нейтронов. А вот если она не сработает или сработает не вовремя, произойдет так называемый хлопок, или «пшик» — маломощный тепловой взрыв.
Места обитания и внешние признаки
Гриб головач, фото которого представлены в этой статье, вы можете найти и в лиственном, и в хвойном лесу. Он произрастает во многих странах с умеренно континентальным климатом, в том числе в России и странах бывшего СНГ.
Головач – один из первенцев, которые вырастают раньше своих лесных собратьев. Отправляться на охоту за этим грибом можно уже в конце мая. А самые вкусные головачи водятся в лесах в августе. С первыми морозами гриб перестанет плодоносить, грибница «уснет» до следующей весны.
Оправляясь на поиски головачей, помните об их необычной внешности. Гриб довольно крупный, но самой выдающейся его частью является «голова», то есть шляпка в форме шарика.
Ссылки [ править ]
- ^ Meija, Juris; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI : 10,1515 / пак-2015-0305 .
- ^ LE Diaz. «Кобальт-57: Производство» . JPNM Physics Isotopes . Гарвардский университет . Проверено 15 ноября 2013 .
- ^ LE Diaz. «Кобальт-57: Использование» . JPNM Physics Isotopes . Гарвардский университет . Проверено 13 сентября 2010 .
- Изотопные массы из:
- Изотопные составы и стандартные атомные массы из:
- де Лаэтер, Джон Роберт ; Бёльке, Джон Карл; Де Бьевр, Поль; Хидака, Хироши; Пайзер, Х. Штеффен; Росман, Кевин-младший; Тейлор, Филип DP (2003). «Атомный вес элементов. Обзор 2000 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 75 (6): 683–800. DOI : 10.1351 / pac200375060683 .
- Визер, Майкл Э. (2006). «Атомный вес элементов 2005 (Технический отчет IUPAC)» . Чистая и прикладная химия . 78 (11): 2051–2066. DOI : 10,1351 / pac200678112051 . Выложите резюме .
- Данные о периоде полураспада, спине и изомерах выбраны из следующих источников.
- Ауди, Жорж; Берсильон, Оливье; Blachot, Жан; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), » Оценка ядерных свойств и свойств распада N UBASE » , Nuclear Physics A , 729 : 3–128, Bibcode : 2003NuPhA.729 …. 3A , doi : 10.1016 / j.nuclphysa.2003.11 0,001
- Национальный центр ядерных данных . «База данных NuDat 2.x» . Брукхейвенская национальная лаборатория .
- Холден, Норман Э. (2004). «11. Таблица изотопов». В Лиде, Дэвид Р. (ред.). CRC Справочник по химии и физике (85-е изд.). Бока-Ратон, Флорида : CRC Press . ISBN 978-0-8493-0485-9.
vтеИзотопы из химических элементов | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Примечания
- ↑ 1234 G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «[www.nndc.bnl.gov/amdc/masstables/Ame2003/Ame2003b.pdf The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.]».Nuclear Physics A729 : 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/2003NuPhA.729..337A 2003NuPhA.729..337A].
- ↑ 1234 G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «[www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties]».Nuclear Physics A729 : 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/2003NuPhA.729….3A 2003NuPhA.729….3A].
- U. S. environmental protection agency. [www.epa.gov/rpdweb00/radionuclides/cobalt.html#discovered Who discovered cobalt and cobalt-60?] (англ.) (09.02.2009). Проверено 28 августа 2010. [www.webcitation.org/67W3l1vCb Архивировано из первоисточника 9 мая 2012].
- [nucleardata.nuclear.lu.se/NuclearData/toi/nuclide.asp?iZA=270060 WWW Table of Radioactive Isotopes] (англ.). — Энергетические уровни 60Co. Проверено 28 августа 2010. [www.webcitation.org/67W3lVzZi Архивировано из первоисточника 9 мая 2012].
- [www.laes.ru/content/proizv/tehnology/ort/ort.htm#02 Радиационные технологии на Ленинградской атомной станции.] (рус.). — Раздел: производство изотопа кобальта-60. Проверено 28 августа 2010. [www.webcitation.org/67W3m1HbU Архивировано из первоисточника 9 мая 2012].
Свойства металла
Кобальт — элемент периодической таблицы Менделеева под номером 27. Его относят к металлам, он имеет белый или желтоватый серебристый цвет. Имеет синеватый или розоватый отлив.
Физические свойства металла:
- плотность 8,9 г/см³;
- температура плавления 1495°С;
- кипит при 2870 градусах Цельсия;
Кобальт ферромагнетик, как и два его соседа по таблице Менделеева — железо и никель.
Рекомендуем: ЛИТИЙ — в космосе, на земле, под водой
Химические свойства металла обусловлены его степенями окисления — +2, +3, 0.
Холодная концентрированная азотная кислота пассивирует Co.
Щелочи реагируют с водными растворами солей, при этом образуется гидроксид Со(ОН)2.
Кобальт / Cobaltum (Co), 27 — Название, символ, номер |
58,933194(4) а. е. м. (г/моль) — Атомная масса(молярная масса) |
3d7 4s2 — Электронная конфигурация |
125 пм — Радиус атома |
116 пм — Ковалентный радиус |
(+3e) 63 (+2e) 72 пм — Радиус иона |
1,88 (шкала Полинга) — Электроотрицательность |
E0(Co2+/Co) = −0,277 В — Электродный потенциал |
3, 2, 0, −1 — Степени окисления |
758,1 (7,86) кДж/моль (эВ) — Энергия ионизации (первый электрон) |
8,9 г/см³ — Плотность (при н. у.) |
1768 K — Температура плавления |
3143 K — Температура кипения |
15,48 кДж/моль — Уд. теплота плавления |
389,1 кДж/моль — Уд. теплота испарения |
24,8 Дж/(K·моль) — Молярная теплоёмкость |
6,7 см³/моль — Молярный объём |
гексагональная — Структура решётки |
a=2,505 c=4,089 Å — Параметры решётки |
1,632 — Отношение c/a |
385 K — Температура Дебая |
7440-48-4 — Номер CAS |
Водорастворимые соли кобальта дарят воде розовый цвет. Растворенные в ацетоне, эти соли окрашивают раствор в синий цвет.
Дезактивация
На практике маловероятно, что люди будут просто сидеть и ждать, пока ядерный распад завершится, поскольку во всех исторических случаях радиоактивных осадков происходило обеззараживание ценных земель. Чаще всего это делается с использованием простого оборудования , такого как свинцового стекла покрыты экскаваторов и бульдозеров , аналогичных тем , которые использовались в озеро Чаган проекта. Снимая тонкий слой осадков с поверхности верхнего слоя почвы и закапывая его в глубокую траншею, а также изолируя его от источников грунтовых вод , доза гамма-излучения снижается на несколько порядков. Обеззараживание после аварии в Гоянии в Бразилии в 1987 году и возможность создания « грязной бомбы » с Co-60, которая имеет сходство с окружающей средой, с которой можно столкнуться после того, как осадки ядерной кобальтовой бомбы утихнут, побудили к изобретению «Sequestration Coatings» и дешевых жидкофазных сорбентов для Co-60, которые будут дополнительно способствовать обеззараживанию , в том числе воды.
История
До появления медицинских линейных ускорителей в 1970-х единственным источником искусственного излучения, используемым для телетерапии, была рентгеновская трубка . Исследователи обнаружили, что обычные рентгеновские трубки, в которых используется напряжение 50–150 кэВ, могут лечить поверхностные опухоли, но не обладают энергией, чтобы достичь опухолей глубоко в теле. Чтобы иметь проникающую способность достигать глубоко расположенных опухолей, не подвергая здоровые ткани опасным дозам излучения, необходимы лучи с энергией около миллиона электрон-вольт (МэВ), называемые «мегавольтным» излучением. Для получения значительного количества рентгеновского излучения МэВ требовались потенциалы на трубке 3-5 миллионов вольт (3-5 мегавольт), что требовало огромных дорогих рентгеновских аппаратов. К концу 1930-х годов они были построены, но они были доступны только в нескольких больницах.
Первая кобальтовая машина в Италии, установленная в Борго Валсугана в 1953 году.
Радиоизотопы производили гамма-лучи в мегавольтном диапазоне, но до Второй мировой войны практически единственным радиоизотопом, доступным для радиотерапии, был радий природного происхождения (производящий гамма-лучи с энергией 1-2 МэВ), который был чрезвычайно дорогим из-за того, что редко встречается в рудах. В 1937 году цена радия составляла один миллион долларов за грамм в долларах 2005 года, а общие мировые поставки радия, доступного для лучевой терапии (телетерапии), составляли 50 граммов.
Изобретение ядерного реактора в Манхэттенском проекте во время Второй мировой войны сделало возможным создание искусственных радиоизотопов для лучевой терапии. Кобальт-60 , полученный нейтронным облучением обычного металлического кобальта в реакторе, представляет собой высокоактивный излучатель гамма-излучения, излучающий гамма-лучи 1,17 и 1,33 МэВ с активностью 44 ТБк / г (около 1100 Ки / г). Основная причина его широкого использования в лучевой терапии заключается в том, что он имеет более длительный период полураспада , 5,27 года, чем у многих других гамма-излучателей. Однако этот период полураспада по-прежнему требует замены источников кобальта примерно каждые 5 лет.
В 1949 году доктор Гарольд Э. Джонс из Университета Саскачевана направил запрос в Национальный исследовательский совет (NRC) Канады с просьбой произвести изотопы кобальта-60 для использования в прототипе установки для терапии кобальтом. Затем были построены два аппарата на основе кобальта-60: один в Саскатуне, в онкологическом отделении Университета Саскачевана, а другой — в Лондоне, Онтарио . Доктор Джонс собрал данные о глубинных дозах в Университете Саскачевана, которые позже стали мировым стандартом. Первый пациент, получивший лечение излучением кобальта-60, прошел лечение 27 октября 1951 года в Детском госпитале военного мемориала в Лондоне, Онтарио. В 1961 году ожидалось, что кобальтовая терапия заменит рентгеновскую лучевую терапию. В 1966 году с помощью этой процедуры вылечили рак легких Уолта Диснея , но предотвратить его смерть не удалось.
Аллергия на кобальт в стоматологии
Как известно, в ортопедической стоматологии применяется более 20 металлов. Развитию аллергии очень сопутствуют электрохимические процессы, которые протекают в полости рта в зависимости от состава металла, температуры, и химического состава слюны. В том случае, если в составе стоматологического сплава используется кобальт, или хром, то это может вызывать симптомы аллергического стоматита. Часто зубные коронки из сплавов хрома и кобальта вызывают аллергию – у таких пациентов после соединения с белками тканей организма атомы кобальта начинает проявлять антигенные свойства, хотя и невыраженные.
Однако нужно различать токсическую реакцию на металл протеза, и постепенно развившийся аллергический стоматит. В случае токсической реакции она развивается очень быстро, буквально через сутки после ортопедического лечения. Для правильной диагностики необходимо обязательно определить, есть ли токсическая доза кобальта и других тяжелых металлов в слюне, для чего проводится ее спектрограмма, а также необходимо снять зубной протез и провести элиминационную пробу.
Также в стоматологии проводятся иммунологические тесты, при которых определяют антитела не только к металлам, но и пластмассам. В том случае, если в слюне увеличено содержание кобальта, марганца, хрома или никеля, такие протезы необходимо убирать.
Но, прежде чем устанавливать протезы, содержащие тяжелые металлы, необходимо выявить наличие аллергии с помощью использования кожаных проб.
В заключение следует сказать, что вред кобальта для организма, конечно, существует, но в наше время отравиться можно только через профессиональные заболевания, поскольку острое отравление кобальтом и его солями в настоящее время стала клинической казуистикой. В качестве такого примера можно привести довольно редкие случаи заглатывания детьми магнитов, которые содержат кобальт. Под действием желудочного сока его сплавы переходят в растворимые соли, и всасываются в виде хлорида, что у малышей может привести к симптомам серьезного отравления. Поэтому соблюдение правил техники безопасности на производстве может полностью исключить возможность интоксикации.
Кобальт радиоактивный
Природный К. состоит из одного стабильного изотопа 59Co. 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 60Co, а также 57Co и 58Co. В медицине 60Co широко применяется при лучевой терапии (см.) и при радиационной стерилизации (см.) мед. материалов, изделий и лекарственных средств; 57Co и 58Co используются в радиодиагностических исследованиях.
Кобальт-60 (T1/2 = 5,26 г.) впервые был получен на циклотроне по ядерной реакции 59Co (d, р) 60Co (см. Ядерные реакции). Однако в дальнейшем его стали получать облучением природного К. нейтронами в ядерном реакторе по реакции 59Co (n,гамма) 60Co. Кобальт-60 распадается с испусканием сложного спектра бета-излучения, состоящего из двух компонентов, основная составляющая из которых имеет максимальную энергию Ебета= 0,31788 МэВ (99,88%), а слабая составляющая — Ебета = 1,4911 МэВ (0,12%). Распад сопровождается гамма-излучением с Eгмма = 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 60Co, 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 (T1/2 = 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 60Ni (p, альфа) 57Co. Кобальт-57 распадается электронным захватом (э. з.= 100%) с испусканием 10 гамма-линий, из которых основные четыре имеют энергии Егамма (МэВ): 0,0144 (9,5%), 0,122 (85,6%), 0,136 (10,6%) и 0,692 (0,15%). Распад 57Co сопровождается также характеристическим рентгеновским излучением железа с энергией 6,46 кэВ (54%).
Кобальт-58 (T1/2 = 71,3 дня) можно получать как в циклотроне, облучая дейтронами мишень из железа по реакции 57Fe (d, n) 58Co, так и в ядерном реакторе, облучая никелевую мишень по реакции 58Ni (n, p) 58Со, что проще и более производительно. Кобальт-58 распадается путем позитронного излучения с Ебета+ = 0,474 МэВ (15%) и электронного захвата (85%) с одновременным испусканием аннигиляционного гамма-излучения с Егамма =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 58Co сопровождается также характеристическим рентгеновским излучением железа с энергией 6,47 кэВ (25,7%).
Радиофарм. препараты с 57Co и 58Co выпускают в виде меченного ими витамина B12 (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 В12 при анемиях, болезни оперированного желудка, заболеваниях печени и кишечника. 57Co 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.
История
В испытания / Round 1, проведенного англичанами на полигоне Тадже в хребте Маралинга в Австралии 14 сентября 1957 года, была испытана бомба с использованием кобальтовых гранул в качестве радиохимического индикатора для оценки выхода. Это было сочтено неудачей, и эксперимент не повторился. В России в результате тройного » » ядерного залпового испытания в рамках предварительного проекта Печорско-Камского канала в марте 1971 года было произведено относительно большое количество кобальта-60 ( 60 Co или Co-60) из стали, окружающей устройства Taiga. при этом синтезе генерировал продукт активации нейтронов, на который в 2011 году на полигоне приходилось около половины дозы гамма-излучения. Этот высокий процентный вклад в значительной степени объясняется тем, что устройства вообще не полагались на реакции деления, и поэтому количество выпадений цезия-137, испускающих гамма-излучение, сравнительно невелико. Фотосинтезирующая растительность существует повсюду вокруг образовавшегося озера.
В 2015 году просочилась страница с предполагаемым дизайном российской ядерной торпеды . Проект получил название « Многоцелевая система Oceanic Status-6 », позже получившее официальное название « Посейдон» . В документе говорилось, что торпеда создаст «обширные зоны радиоактивного заражения, сделав их непригодными для военной, экономической или иной деятельности в течение длительного времени». Его полезная нагрузка составит «несколько десятков мегатонн мощностью». Российская правительственная газета « Российская газета» предположила, что боеголовка будет кобальтовой бомбой. Неизвестно, является ли «Статус-6» реальным проектом или это российская дезинформация. В 2018 году в ежегодном Обзоре ядерной политики Пентагона было заявлено, что Россия разрабатывает систему под названием «Океаническая многоцелевая система Статус-6». Если «Статус-6» действительно существует, то публично не известно, является ли утекший проект 2015 года точным, а также достоверно ли заявление 2015 года о том, что торпеда может быть кобальтовой бомбой. Среди других комментариев по этому поводу Эдвард Мур Гейст написал статью, в которой он говорит, что «российские лица, принимающие решения, будут мало уверены в том, что эти районы будут в предполагаемых местах», и цитируются российские военные эксперты, которые говорят, что «роботизированные торпеды могут иметь другие целей, таких как доставка глубоководного оборудования или установка устройств наблюдения «.
Химические свойства кобальта:
300 | Химические свойства | |
301 | Степени окисления | -3, -1, 0, +1, +2 , +3 , +4, +5 |
302 | Валентность | II, III |
303 | Электроотрицательность | 1,88 (шкала Полинга) |
304 | Энергия ионизации (первый электрон) | 760,4 кДж/моль (7,88101 (12) эВ) |
305 | Электродный потенциал | Co2+ + 2e— → Co, Eo = -0,277 В,
Co3+ + e— → Co2+, Eo = +1,808 В, Co3+ + 3e— → Co, Eo = +0,4 В |
306 | Энергия сродства атома к электрону | 63,7 кДж/моль |
Валентные электроны кобальта
Количество валентных электронов в атоме кобальта — 9.
Ниже приведены их квантовые числа (N — главное, L — орбитальное, M — магнитное, S — спин)
ОрбитальNLMS
s | 4 | +1/2 | ||
s | 4 | -1/2 | ||
d | 3 | 2 | -2 | +1/2 |
d | 3 | 2 | -1 | +1/2 |
d | 3 | 2 | +1/2 | |
d | 3 | 2 | 1 | +1/2 |
d | 3 | 2 | 2 | +1/2 |
d | 3 | 2 | -2 | -1/2 |
d | 3 | 2 | -1 | -1/2 |
Степени окисления, которые может проявлять кобальт: +1, +2, +3, +4, +5
5+Co 4+Co
Co 3+2+Co 1+Co 0Co 1-Co
3+Валентность Co
Атомы кобальта в соединениях проявляют валентность V, IV, III, II, I.
Валентность кобальта характеризует способность атома Co к образованию хмических связей. Валентность следует из строения электронной оболочки атома, электроны, участвующие в образовании химических соединений называются валентными электронами. Более обширное определение валентности это:
Валентность не имеет знака.
Квантовые числа Co 3+
Квантовые числа определяются последним электроном в конфигурации, для иона Co эти числа имеют значение N = 3, L = 2, Ml = 0, Ms = ½
Оксиды
- На воздухе кобальт окисляется при температуре выше 300 °C.
- Устойчивый при комнатной температуре оксид кобальта состоит из смеси оксидов CoO и Co2O3, поэтому в справочниках можно встретить брутто формулу Co3O4.
- При высоких температурах можно получить α-форму или β-форму оксида CoO
- Все оксиды кобальта восстанавливаются водородом. Со3О4 + 4Н2 → 3Со + 4Н2О.
- Оксид кобальта (II) можно получить, прокаливая соединения кобальта (II), например: 2Со(ОН)2 + O2 → Co2O3 + Н2O.
Другие соединения
- При нагревании, кобальт реагирует с галогенами, причём соединения кобальта (III) образуются только с фтором. Co + 3F → CoF3, но, Co + 2Cl → CoCl2
- С серой кобальт образует 2 различных модификации CoS. Серебристо-серую α-форму (при сплавлении порошков) и черную β-форму (выпадает в осадок из растворов).
- При нагревании CoS в атмосфере сероводорода получается сложный сульфид Со9S8
- С другими окисляющими элементами, такими как углерод, фосфор, азот, селен, кремний, бор. кобальт тоже образует сложные соединения, являющиеся смесями где присутствует кобальт со степенями окисления 1, 2, 3.
- Кобальт способен растворять водород, не образуя химических соединений. Косвенным путем синтезированы два стехиометрических гидрида кобальта СоН2 и СоН.
- Растворы солей кобальта CoSO4, CoCl2, Со(NO3)2 придают воде бледно-розовую окраску. Растворы солей кобальта в спиртах темно-синие. Многие соли кобальта нерастворимы.
- Кобальт создаёт комплексные соединения. Чаще всего на основе аммиака.
Наиболее устойчивыми комплексами являются лутеосоли 3+ желтого цвета и розеосоли 3+ красного или розового цвета.
- Также кобальт создаёт комплексы на основе CN−, NO2− и многих других.
- Хлорид кобальта
- Ионные комплексы кобальта
Безопасность [ править ]
После попадания в живое млекопитающее (например, человека) некоторые из 60Coвыводится с калом . Остальное поглощается тканями, в основном печенью , почками и костями , где длительное воздействие гамма-излучения может вызвать рак. Со временем абсорбированный кобальт выводится с мочой.
Загрязнение стали править
Кобальт — это элемент, используемый для производства стали . Неконтролируемая утилизация60Coв металлоломе ответственен за радиоактивность, обнаруженную в некоторых продуктах на основе железа.
Примерно в 1983 году на Тайване было завершено строительство 1700 квартир, построенных из стали, загрязненной кобальтом-60. В течение 9–20 лет в этих зданиях проживало около 10 000 человек. В среднем эти люди по незнанию получили дозу облучения 0,4 Зв. Эта большая группа не страдала более высокой смертностью от рака, как предсказывала бы линейная беспороговая модель , но страдала более низкой смертностью от рака, чем население Тайваня в целом. Эти наблюдения кажутся совместимыми с моделью радиационного гормезиса .
В августе 2012 года Petco отозвала несколько моделей стальных мисок для корма для домашних животных после того, как таможня и пограничная служба США определили, что они излучают низкий уровень радиации. Источник излучения был определен как60Coчто загрязнило сталь.
Инциденты с медицинскими источниками излучения править
Во время радиационной аварии в Самутпракане в 2000 году вышедшая из употребления головка лучевой терапии, содержащая60Coисточник хранился в незащищенном месте в Бангкоке , Таиланд, а затем случайно продан сборщикам металлолома. Не подозревая об опасности, сотрудник свалки демонтировал головку и извлек источник, который в течение нескольких дней оставался незащищенным на свалке. Десять человек, включая сборщиков металлолома и рабочих на свалке, подверглись воздействию высоких уровней радиации и заболели. Впоследствии трое рабочих со свалки погибли в результате облучения, которое оценивалось в более чем 6 Гр . После этого источник был благополучно обнаружен тайскими властями.
В декабре 2013 года грузовик, перевозивший вышедший из употребления источник телетерапии на 111 ТБк 60 Co из больницы в Тихуане в центр хранения радиоактивных отходов, был угнан на заправочной станции недалеко от Мехико . Грузовик был обнаружен вскоре после этого, но было обнаружено, что воры сняли источник с его защиты. Он был найден заброшенным и нетронутым в поле неподалеку. Несмотря на ранних сообщения с зловещими заголовками , утверждающих , что воры были «скорее всего , обречены», лучевая болезнь была мягкие настолько , что подозреваемые были быстро освобождены под страж в полиции, и никто не погиб в результате инцидента.