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コバルト60（⁶⁰Co）は、半減期が5.2714年のコバルトの合成放射性同位体である。 [ 4 ] [ 5 ]： 39これは、原子炉内で⁵⁹Coの放射化によって人工的に生成される。Co（天然コバルトはすべてCoで構成されている）。 [ 6 ]測定可能な量は、典型的な原子力発電所の運転の副産物としても生成され、漏洩が発生した場合に外部から検出される可能性がある。後者の場合、偶発的に生成された60Coは主に、原子炉の鋼構造物中の鉄同位体の中性子活性化の複数段階の結果である[ 7 ] 59Co前駆体。後者の最も単純なケースは、58の活性化から生じる。Fe . 60コバルトはベータ崩壊を起こして安定同位体ニッケル-60（60）の励起状態になる。Ni ) は、エネルギーが2 つのガンマ線を放出します。1.17 MeV と1.33 MeV。核反応（活性化と崩壊）の全体式は次のとおりです。59 27 Co + n → 60 27 Co → 60 28 Ni + e − + νe + 2γ
半減期を考慮すると、 1グラムの60Coの放射能は42TBq （1,100Ci ）に近い値になります。ガンマ線被ばくの計算に使用される吸収線量定数は、崩壊エネルギーと時間に関連しています。60Coの場合、線源から1メートル離れた場所で0.35mSv /(GBq h)となります。これにより、距離と放射能に依存する等価線量を計算できます。例えば、2.8GBqまたは60μgの60Coは、 1メートル離れた場所で1時間以内に1mSvの線量を発生させます。
学校の実験などで使用される試験用線源の放射能は100 kBq未満である。非破壊材料試験装置では、1 TBq以上の放射能を持つ線源が使用される。
コバルト60の崩壊エネルギーは約26ワット/グラム[ 8 ]で、例えば238Puの約40倍（質量比）ですが、実用的な線源としてはまだそれほど重要ではありません。
この図は、60Coと60mCoの簡略化された崩壊スキームを示しています。主なβ崩壊遷移が示されています。β崩壊によって2.1MeVの中間エネルギー準位が占有される確率はわずか0.0022%で、βエネルギーは0.67MeVです。3つの準位間の遷移により、6種類の異なるガンマ線周波数が生成されます。図では、重要な2つの周波数が示されています。内部転換は重要ではありません。
この同位体の放射線に対する遮蔽のための半値および1/10値層の厚さが、さまざまな材料について決定されました。
60Coの主な利点は、類似のガンマ線源と比較して、比較的長い半減期（5年以上）を持つ高強度ガンマ線放出体であることです。β線は低エネルギーで遮蔽しやすいですが、ガンマ線は透過力が非常に高いです。コバルトの物理的特性、例えばバルク酸化に対する耐性や水への溶解度の低さなどは、セシウム137などの他のガンマ線源と比較して、格納容器破損時の安全性においていくつかの利点をもたらします。60Coの主な用途は以下のとおりです。
コバルトは、核兵器に添加する「塩漬け」元素として議論されてきた。これは、コバルト爆弾を製造するためのもので、極めて「汚染度の高い」兵器であり、 60Coの放射性降下物で広範囲を汚染し、ガンマ線場によって10年以上（コバルト60の半減期の複数倍）にわたって居住不可能にする。ある設計では、兵器のタンパーは59Co（天然コバルト）で作られる。爆弾が爆発すると、核分裂からのニュートロンがコバルトを照射し、60Coに変換する。この種の兵器を本格的に開発した国は知られていない。
60Coは地球上に自然界に大量に存在しないため、59Coターゲットに熱中性子源を照射することで60Coを合成します。商業的または産業的な文脈では、これは原子炉を意味します。CANDU炉は、制御棒をコバルト棒に置き換えることで59Coを活性化するために使用できます。 [ 15 ]米国では、2010年現在、ホープクリーク原子力発電所の沸騰水型原子炉で生産されています。ここでは、少数の燃料集合体の代わりにコバルトターゲットが使用されています。[ 16 ]それでもなお、使い捨て医療機器の40%以上が60Coを使用して滅菌されています。ブルース原子力発電所からのCo。[ 17 ]すべての場合において反応は
（中性子捕獲）
製造された60Co線源の放射能は、人間に深刻な危険をもたらし、死に至る可能性がある（急性被ばくの場合は1時間以内に死亡する可能性もある）。[ 18 ]
生きた哺乳類（人間など）に取り込まれた後、被ばく後すぐに死亡しない限り（急性被ばく事故で起こりうる）、60Coの一部は糞便中に排泄される。残りは主に肝臓、腎臓、骨などの組織に取り込まれ、そこでガンマ線に長期間曝露されると癌を引き起こす可能性がある。吸収されたコバルトは、時間の経過とともに尿中に排泄される。[ 11 ]
コバルトは鋼鉄中に含まれている。スクラップ金属中の60Coの管理されていない廃棄が、一部の鉄製品の放射能の原因となっている。[ 19 ] [ 20 ]
1983年頃、台湾でコバルト60で汚染された鉄骨で建てられた1700戸のアパートの建設が完了しました。約1万人が9～20年間これらの建物に居住しました。平均して、これらの人々は知らず知らずのうちに0.4 Svの放射線量を受けていました。いくつかの研究では、この大規模な集団は線形無閾値モデルが予測するような癌死亡率の増加を被らず、台湾の一般市民よりも癌死亡率が低いことがわかっています。これらの観察結果は放射線ホルミシスモデルを支持していますが[ 21 ]、他の研究では結果を混乱させる健康影響が見つかっています。
2012年8月、米国税関・国境警備局が低レベルの放射線を放出していると判断したため、ペットコは数種類のスチール製ペットフードボウルをリコールした。この放射線は、スチールを汚染した60Coによるものと判明した。 [ 22 ]
2013年5月、オンライン小売業者ASOSが販売した金属鋲付きベルトのロットが、 60Coの陽性反応を示したため、押収され、米国の放射性物質保管施設に保管された。[ 23 ]
1984年、メキシコのチワワ州シウダード・フアレスで放射能汚染事故が発生した。この事故は、民間医療会社が違法に購入した放射線治療装置が、操作する人員不足のため解体されたことに端を発する。放射性物質であるコバルト60は、最終的に廃品置き場に運ばれ、そこで鋳造工場に売却された。鋳造工場は誤って他の金属と混合して溶解し、約6,000トンの汚染鉄筋を製造した。[ 24 ]これらの鉄筋は、メキシコの17州と米国のいくつかの都市に流通した。この事故の結果、4,000人が放射線に被曝したと推定されている。[ 24 ]
2000年にサムットプラカンで発生した放射線事故では、使用済みの放射線治療ヘッド（60Co線源入り）がタイのバンコクにある安全対策の不十分な場所に保管され、その後誤ってスクラップ業者に売却された。危険性を知らなかったスクラップ業者の従業員がヘッドを分解し、線源を取り出した。線源はスクラップ業者の敷地内で数日間無防備な状態に置かれていた。スクラップ業者やスクラップ業者の従業員を含む10人が高レベルの放射線に被曝し、体調を崩した。その後、スクラップ業者の従業員3人が被曝により死亡し、被曝量は6Gy以上と推定された。その後、線源はタイ当局によって安全に回収された。[ 25 ]
2013 年 12 月、ティファナの病院から放射性廃棄物貯蔵センターへ使用済み 111 TBqの 60 Co遠隔治療用線源を運んでいたトラックが、メキシコシティ近郊のガソリンスタンドで強奪された。[ 26 ] [ 27 ]トラックはすぐに回収されたが、犯人は遮蔽板から線源を取り外していた。線源は近くの畑で無傷で発見された。[ 27 ] [ 28 ]犯人は「おそらく死ぬだろう」というセンセーショナルな見出しの初期の報道にもかかわらず、[ 29 ]放射線障害は軽度であったため、容疑者はすぐに警察に引き渡され、[ 30 ]この事件で死亡した人はいないことが知られている。[ 31 ]
1999年9月13日、ロシアのチェチェン共和国グロズヌイ市にある化学工場から60本のコバルト棒を盗もうとした6人組がいた。[ 32 ]窃盗中、容疑者らは放射性物質の容器を開けてそれを扱ったため、容疑者のうち3人が死亡、残りの3人が負傷した。物質を直接手に持っていた容疑者は、30分後に放射線被曝で死亡した。この事件は窃盗未遂とされているが、一部の棒はまだ行方不明であると報告されている。[ 33 ]
1957年、呉健雄らはβ崩壊がパリティを破ることを発見し、自然界（弱い力）が左右対称性を持っていることを示唆した。[ 34 ]呉の実験では、研究者らは磁場中で線源を低温に冷却することで60Co原子核を整列させた。呉の観察では、より多くのβ線が核スピンとは逆方向に放出された。この非対称性はパリティ保存則を破る。
アルゼンチン、カナダ、インド、ロシアは、世界最大の60 Co供給国です。 [ 35 ]アルゼンチンとカナダは、(2022 年現在)発電用の重水炉のみの設備を保有しています。カナダは、オンタリオ州各地に多数のCANDU原子炉を保有しており、ニューブランズウィック州にはポイント・レプロ原子力発電所があります。一方、アルゼンチンは、アトゥチャ原子力発電所にドイツ製の重水炉 2 基と、エンバルセ原子力発電所にカナダ製の CANDU原子炉を保有しています。インドは、ラジャスタン原子力発電所に60 Co生産用のCANDU 原子炉を保有しています。 [ 36 ]インドは、2021 年に60 Co 生産能力が6 MCi以上あり、ラジャスタン原子力発電所でさらに多くの CANDU 原子炉が稼働開始される予定で、この能力は増加する予定です。[ 37 ]重水炉は、優れた中性子経済性と、オンライン燃料交換能力により、原子炉炉心にターゲットを挿入し、所定の時間後に取り出すことができるため、60Coの製造に特に適しています。低温停止の必要はありません。
60Coは、映画『続・猿の惑星』（1970年）に登場する、アルファ・オメガ終末爆弾と呼ばれるミサイルに取り付けられた巨大な核弾頭を覆う物質である。
テレビドラマ「9-1-1」のあるエピソードでは、 60 Coを違法に輸送するトラックが消防隊員チームに危険な緊急事態を引き起こす。[ 38 ]
1959年の映画『恐怖の街』では、60 Coが物語の中心となっており、脱獄囚がそれをヘロインだと信じて入手し、ロサンゼルス市を危険にさらすという筋書きになっている。
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