يتكون الكوبالت الذي يحدث بشكل طبيعي (27Co) من نظير واحد ثابت وهو 59Co ، بينما تتميز النظائر المشعة بوجود 28 نظيرًا وأكثرها ثباتًا هو 60Co مع نصف عمر يبلغ 5.2714 عامًا ، و57Co مع نصف عمر يبلغ 271.8 يومًا ، و56Co مع نصف عمر 77.27 يومًا ، و58Co مع نصف عمر يبلغ 70.86 يومًا ، أما جميع النظائر المشعة المتبقية لها نصف عمر أقل من 18 ساعة ، ومعظمها لها نصف عمر أقل من ثانية واحدة ، وتتراوح نظائر الكوبالت في الوزن الذري من 47 إلى 75 مئوية ، ويمكن أن تنتج النظائر المشعة عن طريق التفاعلات النووية المختلفة ، وعلى سبيل المثال ، يتم إنتاج النظير 57Co بواسطة تشعيع سيكلوترون من الحديد ، ورد الفعل الرئيسي هو تفاعل (d,n) 56Fe + 2H → n + 57Co .

هل توجد نظائر إشعاعية للكوبالت

نعم ، لكن النظائر المشعة للكوبالت لا تحدث بشكل طبيعي ، فهناك أربعة نظائر مشعة من صنع الإنسان من الكوبالت – 56Co ، Co 57 ، Co 58 و 60 Co.

ويعرف النظير بأنه هو شكل من أشكال العنصر الذي يختلف فيه عدد النيوترونات الموجودة في النواة ، وبالتالي يختلف في عدد الكتلة ولكن ليس في العدد الذري (عدد البروتونات) ، كما أن نظير الكوبالت الموجود في الطبيعة (أي 59Co) غير مشع ، وهو عنصر موجود في الصخور ، والتربة ، والمياه ، والنباتات ، والحيوانات ، والبشر ، ويتم إنتاج النظائر المشعة للكوبالت إما في شكل مادة زيد من تفاعل الجسيمات (للاستخدامات التجارية أو للرعاية الصحية) أو بشكل غير مباشر كمنتج ثانوي للمفاعلات النووية ، عندما تتعرض المواد الإنشائية (مثل الصلب) للإشعاع النيوتروني .[1]

نظائر الكوبالت

استخدامات الكوبالت-60

يستخدم Cobalt-60 (
⁶⁰
Co) لعلاج سرطان العلاج الإشعاعي ، وتشعيع الأغذية ، والتطبيقات الصناعية ، وعندما يتحلل الكوبالت -60 إلى نظير مستقر للنيكل -60 ، ينبعث طولان موجيان من أشعة جاما عالية الطاقة ( يستخدم 1.17 و 1.33 MeV- بمعدل 1.25 MeV ).

ويستخدم الكوبالت -60 في علاج السرطان لأكثر من 60 عامًا ، ضمن أداة تُعرف باسم الجراحة الاشعاعية ، وتم اختراع هذه الجراحة في عام 1967 ، وتستخدم لعلاج أورام المخ والتشوهات الوعائية ، وفيها يتم تسخير أشعة جاما المنبعثة من الكوبالت -60 بواسطة أداة العلاج الإشعاعي ، والتي تعتبر فعالة للغاية في تقديم جرعة عالية من الإشعاع بدقة إلى منطقة الورم وبالتالي الحفاظ على الأنسجة السليمة المحيطة . [2]

ونظرًا لفعالية التكلفة ، والموثوقية ، وسهولة الاستخدام والصيانة ، ولا يزال استخدام الكوبالت -60 في علاج العلاج الإشعاعي يمثل حوالي 70٪ من حالات العلاج الإشعاعي للسرطان في جميع أنحاء العالم ، وتستخدم مصادر كبيرة من الكوبالت 60 في تعقيم البهارات وبعض الأطعمة من خلال عملية يشار إليها عادة باسم ” البسترة الباردة ” ، ويقتل الإشعاع المرتبط بأشعة جاما البكتيريا وغيرها من مسببات الأمراض ، دون تغيير المنتج الغذائي أو الاحتفاظ بأي نشاط إشعاعي بعد العلاج ، ويستخدم كوبالت Cobalt-60 في التطبيقات الصناعية الشائعة ، مثل أجهزة التسوية ومقاييس السُمك ، وعلى وجه الخصوص ، يستخدم هذا النظير في التصوير الشعاعي الصناعي حيث يستخدم الإشعاع للكشف غير المدمر عن العيوب الهيكلية في الأجزاء المعدنية . [2]

استخدامات كوبالت -60 في علاج الأورام

في 27 أكتوبر 1951 ، تم إجراء أول علاج للسرطان في العالم بأشعة Cobalt-60 في مستشفى فيكتوريا ، وكان هذا علامة فارقة مهمة لكل من مكافحة السرطان وظهور كندا كرائدة في مجال العلاج الإشعاعي ، وقد قام مركز العلوم الصحية في لندن بالاحتفال بالذكرى الستين لهذا الإنجاز الطبي الهائل ، الذي كان ثورة في علاج السرطان في جميع أنحاء العالم ، وتم تثبيت تقنية الإشعاع إلدورادو كوبالت -60 ، التي أطلق عليها اسم ” قنبلة الكوبالت ” ، لأول مرة في LHSC في 23 أكتوبر 1951 ، وبعد أربعة أيام فقط ، تم الاستخدام الطبي الأول له الذي تم نشره على نطاق واسع تحت قيادة الدكتور إيفان سميث .

ويقول الدكتور جيري باتيستا ، مدير أبحاث الفيزياء : ” إن تطوير العلاج الإشعاعي بالكوبالت -60 فتح نافذة على جسم الإنسان ولأول مرة في التاريخ ، وتمكنا من علاج الأورام العميقة الجذور دون الإضرار بالجلد ، وكان هذا أول تقدم كبير في العلاج الإشعاعي لجميع أنواع السرطان ، باستثناء سرطان الجلد ، ومنذ اكتشاف رونتجن للأشعة السينية في عام 1895 .

وعلى الرغم من التقدم المحرز في تكنولوجيا العلاج الإشعاعي ، فإن وحدة Cobalt-60 لا تزال آلة العلاج الإشعاعي الرئيسية في العالم ، ونظرًا لفعاليتها من حيث التكلفة والموثوقية وسهولة الاستخدام ، فهي سائدة في البلدان النامية ، وتستخدم تقنية الكوبالت -60 حاليًا لعلاج حوالي 70٪ من حالات السرطان في العالم التي يتم علاجها بالإشعاع ، وتم تسليم آخر علاج للكوبالت من LHSC في عام 2004 .

وحتى الآن ، استفاد حوالي 35 مليون مريض بالسرطان في جميع أنحاء العالم من هذه التكنولوجيا الرائدة التي طبقت لأول مرة في مركز العلوم الصحية بلندن منذ 60 عامًا ، ويستمر مركز لندن للعلوم الصحية في الريادة في اكتشاف الابتكار ، ويتم التعرف على موظفيه ، وأطبائه ، وعلمائه على المستوى الدولي لما قدموه من مساهمات مهمة في تقدم الطب ، كما يقوم المركز بتعليم الآلاف من المتخصصين في الرعاية الصحية من جميع أنحاء كندا وحول العالم ، ومن خلال هذه الأنشطة ، يعمل مركز العلوم الصحية بلندن على تحسين حياة الناس في كل مكان .[3]

استخدامات الكوبالت -57 والكوبالت -58

تم استخدام نظير مشع آخر للكوبالت ، 57Co ، في الشكل المشع لفيتامين B12 لاختبار شيلينغ (Schilling)، وهذا الاختبار يستخدم لتحديد ما إذا كان المريض يمتص فيتامين ب 12 بشكل طبيعي ، يستخدم اختبار شيلينغ في المقام الأول لاختبار نوع محدد من فقر الدم ( أي انخفاض في خلايا الدم الحمراء الناتجة عن الامتصاص غير السليم لفيتامين B12 من القناة المعوية ) ، ويتضمن الاختبار تناول فيتامين ب 12 المشع إلى جانب الحقن الوريدي لفيتامين ب 12 غير المشع من أجل تقييم سبب الامتصاص غير الطبيعي ، كما تم استخدام الكوبالت -58 في اختبار شيلينج عندما تكون هناك حاجة لتقييم النسب المئوية لـ 57Co مقابل 58Co .

استخدامات الكوبالت-56

لا توجد استخدامات ملحوظة للكوبالت -56 ، ومع ذلك ، اكتشف علماء الفيزياء الفلكية الروسية أن الكوبالت 56 كان موجودًا بشكل مؤقت في انفجار المستعر الأعظم ، وكان العلماء قادرين على اكتشاف 56Co باستخدام التلسكوب المداري وأشعة غاما INTEGRAL .