ماهي نظائر الكوبالت

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

على الرغم من وجود أربعة نظائر مشعة للكوبالت التي صنعها الإنسان وهي 56Co، Co57، Co58، و60Co، إلا أن النظائر المشعة للكوبالت لا تحدث بشكل طبيعي.

يعرف النظير بأنه شكل من أشكال العنصر، يختلف فيه عدد النيوترونات الموجودة في النواة، وبالتالي يختلف في الكتلة، ولكن ليس في العدد الذري (عدد البروتونات). النظير الطبيعي للكوبالت (59Co) غير مشع، وهو موجود في الصخور والتربة والمياه والنباتات والحيوانات والبشر. يتم إنتاج النظائر المشعة للكوبالت إما عن طريق زيادة تفاعل الجسيمات (للأغراض التجارية أو الرعاية الصحية) أو كنتيجة ثانوية للمفاعلات النووية، عندما تتعرض المواد الإنشائية (مثل الصلب) للإشعاع النيوتروني .

نظائر الكوبالت

استخدامات الكوبالت-60

يستخدم Cobalt-60 (⁶⁰Co) 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 ).

يستخدم الكوبالت -60 في علاج السرطان لأكثر من 60 عاما، كجزء من إجراء يعرف باسم الجراحة الإشعاعية. تم اختراع هذه الجراحة في عام 1967 وتستخدم لعلاج أورام المخ والشوائب الوعائية. يتم توجيه أشعة جاما المنبعثة من الكوبالت -60 باستخدام أداة علاج إشعاعي، والتي تكون فعالة لتوصيل جرعة عالية من الإشعاع بدقة إلى منطقة الورم وبالتالي الحفاظ على الأنسجة السليمة المحيطة  .

بسبب فعاليتها الاقتصادية، وموثوقيتها، وسهولة استخدامها وصيانتها، لا يزال استخدام الكوبالت-60 في العلاج الإشعاعي يشكل حوالي 70٪ من حالات العلاج الإشعاعي للسرطان في جميع أنحاء العالم. وتستخدم مصادر كبيرة من الكوبالت-60 في تعقيم التوابل وبعض الأطعمة من خلال عملية معروفة باسم “البسترة الباردة.” يقضي الإشعاع المنبعث من أشعة جاما على البكتيريا ومسببات الأمراض الأخرى، دون أن يؤثر على الخواص الغذائية أو يترك أي نشاط إشعاعي بعد العلاج. يستخدم الكوبالت-60 أيضا في التطبيقات الصناعية المعتادة مثل أجهزة المساواة ومقاييس السمك، وبشكل خاص، يستخدم هذا النظير في التصوير الصناعي باستخدام الإشعاع للكشف غير التدميري عن العيوب الهيكلية في الأجزاء المعدنية .

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 في تكنولوجيا العلاج الإشعاعي، إلا أن جهاز العلاج الإشعاعي بالكوبالت-60 لا يزال الجهاز الرئيسي المستخدم على نطاق واسع في العالم. نظرا لكفاءته وتكلفته المنخفضة وموثوقيته وسهولة استخدامه، فهو الأساسي في البلدان النامية، وتستخدم تقنية الكوبالت-60 حاليا لعلاج حوالي 70٪ من حالات السرطان التي يتم علاجها بالإشعاع في العالم، وتم تسليم أحدث جهاز علاج بالكوبالت من قبل LHSC في عام 200 .

حتى الآن، استفاد حوالي 35 مليون مريض بالسرطان في جميع أنحاء العالم من هذه التكنولوجيا المتقدمة التي تم تطبيقها لأول مرة في مركز العلوم الصحية بلندن قبل 60 عاما، ومركز لندن للعلوم الصحية لا يزال في طليعة الابتكار وموظفيه وأطبائه وعلمائه معترف بهم عالميا بمساهماتهم الهامة في تقدم الطب، ويقوم المركز أيضا بتدريب الآلاف من المتخصصين في الرعاية الصحية من جميع أنحاء كندا والعالم، ومن خلال هذه الأنشطة، يعمل مركز العلوم الصحية بلندن على تحسين حياة الأشخاص في كل مكان .

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. يتم استخدام 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). يشمل الاختبار تناول فيتامين ب 12 المشع إلى جانب الحقن الوريدي لفيتامين ب 12 غير المشع لتقييم سبب الامتصاص غير الطبيعي. تم أيضا استخدام الكوبالت-58 في اختبار شيلينغ عندما تكون هناك حاجة لتقييم النسب المئوية لـ 57Co مقابل 58C .

استخدامات الكوبالت-56

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