鈷-60（英文：Cobalt-60），其元素符號為60Co，是27號元素鈷的12種同位素之一，具有放射性，半衰期為5.27 a，每次衰變放出兩個伽馬光子，其射線具有超高穿透力，需要用襯里含鉛的特制容器存放，并由專門機構的地下儲藏室儲存管理。化學性質與元素鈷相同。
鈷-60由鈷-59在核反應堆中吸收一個低能或中等能量的中子產生。廣泛應用于γ射線探傷儀，控制金屬在熔爐中的溫度高低，控制料斗和高爐中的裝料量，還可以用來保持連續澆注設備中鋼水的溫度以及治療惡性腫瘤。在操作過程中需要嚴格的防護措施。
發展現狀
鈷-60是目前輻射加工中使用最多、最主要的一種放射性同位素。據統計，1996年全世界用于工業輻照的鈷-60源達到了7.4×1018 Bq(2 億 Ci)，2008年年底，超過了11.1×1018 Bq(3 億 Ci)。
加拿大諾迪安(MDS Nordion)跨國公司是最大的鈷-60生產公司，該公司生產的C-188型鈷-60源占全世界鈷-60源市場的70%~80%，每年能夠生產8 MCi以上，其尺寸為Φ11.1 mm×451 mm，每根源活度大約為3.7×104(1萬 Ci)，另一大生產鈷60源的廠家是俄羅斯MaYaK生產聯合公司。剩余部分由英國、法國、美國等國生產，其中英國Reviss公司生產的鈷60尺寸、活度與C-188型源基本相同。2010年10月份，中國大型工業輻照用鈷-60源生產線投產。
特性
作為元素鈷的一種放射性同位素，鈷-60的化學符號為60Co，其原子質量為59.934 g/摩爾。化學性質與元素鈷相同，常溫下不易被腐蝕，加熱條件下能與氧等物質發生反應，普遍溶于稀酸，在發煙硝酸中鈍化。
鈷-60的一大重要特性是能夠發生衰變，首先進行一次β衰變變成-60(60Ni)，鎳-60仍不穩定，接著放射出兩個γ光子而變成穩定態的鎳-60，其衰變圖如下所示。
正是這最后γ射線能量的釋放，構成了對產品輻照的實際應用。
1）放射出的射線主要是γ和β，特別適用于輻射加工。
2）射線能量：兩個γ光子的能量分別為1.17 MeV和1.33 MeV，平均為1.25 MeV。
3）半衰期：5.27 a，每年衰變約12%。根據這一特性,我們隨時可以計算鈷-60源的放射性活度。
4）比活度：單位放射性同位素所具有的放射性活度叫比活度。工業輻照用鈷-60源的比活度一般在20一120 Ci/ g。
5）γ常數：13.2 R·cm2/h·m Ci
6）3.7×10 Bq的鈷-60重8.85×10 mg，3.7×10 Bq的鈷-60點源在1 cm遠處的照射量率為13.2 R/h。
生產
產生鈷-60的核反應有：59Co（n，γ）60Co、59Co（d，p）60Co、62Ni（d，α）60Co、53Cu（n，α）60Co和鉍的散裂裂變反應等。只有穩定同位素鈷-59在核反應堆中吸收一個低能或中等能量的中子的核反應具有工業生產的意義，其反應式為：
工業上采用60Co源制源方法。①將鈷（天然59Co）加工成棒、絲、粒或團片，再鍍鎳保護；②進行制靶前預處理，裝入靶筒密封；③反應堆輻照，反應過程為59Co（n，γ）60Co；④出堆后送熱室中切開靶筒，取出輻照后的金屬鉆，測量活度；⑤定量裝入源包殼；⑥采用電子束焊或弧焊進行焊封；⑦強放射源則再加第二層包裝，焊封；⑧進行質量檢驗。
鈷-60在生產上極具優勢：
1）可以產生在加工中使用的射線；目前γ射線、高能電子束和X射線是使用最為普遍的三種射線。
2）較易生產和獲得。相較于另一使用普遍的γ射線源-137，鈷-60在反應堆中產生，銫-137則需要從軍用反應堆核燃料中的裂變產物分離出來，而高能電子束和X射線是由電子加速器產生。
3）可操作性強。液體或固態為理想狀態。鈷-60和銫-137都是固體，鈷-60能夠做成片狀、柱狀或顆粒狀且不溶于水，而銫-137的一般存在形式為CsCI，是一種極易溶于水的鹽類，可操作性比鈷-60差。
4）安全且經濟。目前使用的鈷-60和銫-137大多數做成雙包殼并經嚴格檢驗，確保了使用過程中的安全性。
應用領域
醫學領域
放射治療是目前治療惡性腫瘤的主要手段之一，其中，以60Co為放射源的γ刀常被用來“切除”腫瘤尤其是人體腦部腫瘤，鈷60治療機是放射治療主要的治療機器，亦有Co60球引入支氣管內以治療肺癌，鈷60在癌癥和腫瘤的治療上地位可見一斑。
鈷-60在醫學上的另一主要用途，是用于一次性使用或重復使用醫療用品的滅菌消毒。其原理是利用放射性核素產生的γ射線殺滅醫療用品中存活微生物。作為典型的電離輻射法，與環氧乙烷滅菌法相比，其優勢在于工藝控制簡單、穿透性強、可靠、滅菌徹底、無環境污染等。鈷60γ–射線輻照滅菌是最具實用價值的電離輻射滅菌方法，其滅菌效果與輻照劑量有關，輻照劑量越大，滅活效果越好。一般情況下，20~50 kGy劑量的γ-射線輻照幾乎能滅活所有的病毒，但滅活病毒的同時，對其它一些蛋白成分的生物活性也有影響。
鈷-60在醫學上的實際應用有：鈷-60遠距離治療機、后裝治療機、γ射線立體定向放射治療裝置(γ刀）等。
生物學領域
常用于輻射育種、抑制發芽、低劑量輻照增產和輻射防治蟲害等。
例如以鈷60為輻射源處理仙客來種子誘變育種，不同劑量對不同種類的種子萌發及幼苗生長發育的影響不同，主要對其出苗早晚、出苗整齊度、發芽率、幼苗高度、葉片長度、葉片寬度影響較大，需要通過控制輻射劑量獲得優良品種。
食品領域
鈷60放射線同位素放出γ射線，γ射線照射食品，可以消滅其中大多數微生物及昆蟲，減少侵染性病害的發生，延長保管時間，減少損耗。蔬菜被照射后，生長機能被破壞，生長點(如塊莖的眼生點）生長素的合成被破壞，呼吸作用減弱，休眠期延長，發芽被抑制。殺菌劑量的γ射線對蔬菜化學成分無明顯影響，這是因為胡蘿卜素、維生素B和酶類等能抗放射性，對易被放射線破壞的化合物有保護作用，只會破壞大量單獨存在的維生素a、C、E。這種特性讓鈷60在新鮮水果和蔬菜、香辛料和脫水蔬菜、肉類和畜產品、水產品、谷物和豆類產品，以及一些保健產品的保鮮中應用廣泛。
工業領域
人工放射性同位素鈷-60可代替x射線和鐳檢查物質內部結構，探測物質內部的裂縫或異物。在工業上，鈷-60常作為放射源制備各種探傷儀，用于檢查鑄件、焊縫以及一些機械成品是否存在裂紋、氣孔等質量問題。在煉鋼廠，可將極微量的鈷-60預埋在煉鋼高爐的爐壁之中。隨著爐齡的增加，爐壁逐漸剝落，一旦在煉出的鋼鐵中檢測到極微量的γ射線(來自爐壁內的鈷-60)，即表示高爐使用壽命已到，需要立即進行檢修。
除此之外，鈷-60在輻射交聯熱收縮材料的輻照與應用、電線電纜的輻射交聯改性、輻射交聯聚烯經泡沫材料、水凝膠輻射合成與應用、涂層輻射固化、橡膠的輻射硫化及其應用、新型功能材料(如PTC)的制作等方面都有著廣泛用途。
其他
鈷-60的其他應用還有：核子密度計、核子密度濕度儀、核子厚度儀（測厚儀)、核子稱、核子料位計，60Co源作為γ熱源，應用于同位素電池的制造等。
安全事宜
環境污染與人體照射途徑
60Co作為一種應用廣泛的放射性同位素，對于普通群眾而言來講，會接觸到的主要情況是放射源失控（被盜、丟失)、破損及事故情況，公眾或事故現場人員會受到大劑量外照射或經食入、吸入、皮膚或傷口吸收造成內照射損傷。除此之外，還需注意其儲存水池水泄漏可能對環境和人體造成的影響。
人體健康風險
鈷-60毒性極高，對人體的有效半減期以及最大容許存量分別為9.5 d和3.7 Bq，而環境中空氣及露天水源中的最大容許濃度分別為0.33和370 Bq/L。在人體中它的主要代謝途徑是尿液和糞便。
在符合規定的一般操作情況下，60Co源的健康風險較小，但當源失控、破損或操作人員違規操作時，作業人員及其周圍人員會受到相對較大劑量γ外照射或內照射，造成不良后果，這主要是由于放射性鈷進入人體內后，參與造血過程，會損傷造血系統。慢性作用時，主要表現為紅細胞和淋巴細胞生成障礙。
60Co長期輻射條件下，機體抵抗力水平低，常死于肺炎及其他化膿性感染。由于60Co對肝臟的損傷，血清白蛋白降低，γ球蛋白增高，造成血清白蛋白和球蛋白比值下降。晚期時，血糖含量明顯增高，這可能與肝臟的酶系統，特別是磷酸化酶遭破壞有關。
防護措施
60Co作為放射性同位素，在應用過程中，對于操作人員、操作環境都有著一定要求，需要進行嚴格控制。
（1）時間防護
指在維持正常工作需要的情況下，盡可能避免與放射源的接觸。這種防護背后的隱形條件是需要操作者由超高的操作熟練度，需要操作者堅持進行日常培訓及演練。
（2）距離防護
是指在不影響正常工作的情況下，優先采用遠距離操作。放射性的大小與距離遠近直接相關，距離放射源越遠，輻射程度越低，操作者受到的傷害越少。
這類防護往往由長柄夾、機械手等工具輔助操作，在遠距離操作不便時，可以使用機器人操作代替遠距離操作。
（3）屏蔽防護
屏蔽防護是在縮短工作時間（或已無法縮短）和遠距離操作都無法實現的情況下，選用適當的屏蔽材料，制造屏蔽體遮蔽放射源發出的射線，在工作人員與輻射源之間筑起屏障，阻攔射線，保護工作人員，使其少受或不受照射。
由于材料屏蔽射線的能力各不相同，屏蔽材料需要經過嚴格的篩選，不僅要嚴格考慮材料本身的特性以及擬設屏蔽場所的空間特性，還要考慮屏蔽線束的能量。
目前經常使用的屏蔽材料有：鉛、水泥混凝土、含鉛材料（包括鉛玻璃，含鉛膠皮等）、鐵、貧化、鎢等。其中鉛主要用作低能防護體，常用于個人屏蔽材料；主要用作高能防護體的是混凝土。
α射線常用工作服或橡皮手套遮擋；β射線可用0.6 cm左右的聚甲基丙烯酸甲酯或鉛等輕物質阻擋；Y射線則必須用一定厚度的鉛屏蔽來減弱其輻射；中子的屏蔽可以使用富含氫原子的材料（如水和蠟）。
上述三種外照射防護方法一般不是簡單獨立使用的，實際操作過程往往將三者結合起來應用。鈷源的輻射強度高，在非工作條件，需先將鈷源存放在水井中，深度大約在7 m，并且需要定期補充水，以保持深度。這其實就是第一道屏蔽體。而第二道屏蔽體則是輻照室的建筑設計，這道屏蔽體在鈷源上升到水面，進行實際的輻照工作時顯得格外重要。它不僅直接關系到工作人員的生命安全，也關聯到周圍環境的質量好壞，這就是為什么輻照室的鋼筋混凝土墻的墻體厚度要求一般為2 m，并且需要設計成迷宮形式，設置一系列完整的安全配備系統。工作人員在受過專業訓練，并且條件允許的情況下進入輻照室，還需穿戴含鉛防護服。
分析測定
鈷60的濃集分離方法很多。大體積水樣的預濃集方法有氫氧化物、硫化物或二氧化錳共沉淀法和離子交換法等。其中陰離子交換和溶劑萃取法使用最廣泛也最有效。
例如，海水、水體底質或生物樣品經預處理后，制成8~9 mol/L HCI體系，通過強堿性陰離子交換樹脂柱吸附使之與大部分雜質分離，再經甲基異丁基甲酮選擇性萃取進一-步純化，最后在氨性電解液中電沉積制源，測定其β放射性。
鈷60也可用液閃爍計數法測定。若樣品中同時存在58Co，則應用γ譜儀測量60Co的特征能峰。
參考資料 >
Cobalt-60(Compound).pubchem.2023-05-09