نام عامل رادیواکتیو: COBALT
معرفی عامل رادیواکتیو: کبالت
کبالت عنصر فلزی سخت، براق و شکننده به رنگ سفید- نقره ای است . این عنصردر سال1737 توسط دانشمند سوئدی George Brandt کشف گردید . این عنصراز لحاظ خواص فیزیکی شبیه به نیکل و آهن می باشد ازنظر شیمیایی عنصری فعال است. این عنصر به ندرت به صورت غیر ترکیبی در طبیعت یافت می شود. اما غالباً به صورت فلز درخشان یافت می شود. این عنصر یکی از اجزاء سازنده سنگهای معدنی کبالتیت و سایر کانی های دیگر می باشد . فلز کبالت خالص از طریق احیاء ترکیباتش توسط آلومینیم، کربن یا هیدروژن بدست می آید.
کبالت در کانیهای کبالتیت، اسمالتیت و اریتریت و اکثر نهشته های آهن، مس، سرب، نقره و نیکل وجود دارد. این عنصر همچنین در شهابسنگها وجود دارد. معادن مهم این کانی در کشورهای زئیر، مراکش و کانادا نیز وجود دارد. انجمن زمین شناسی آمریکا خبر از نهشته های غنی از کبالت در شمال مرکزی اقیانوس آرام در اعماق کم وجود دارد.
کبالت عنصری ترد و شکننده، فلز سخت، ظاهر آن شبیه نیکل و آهن می باشد. نفوذپذیری کبالت دوسوم آهن می باشد. کبالت مخلوطی از دو آلوتروپی با رنج وسیع حرارتی می باشد.
ترکیب کبالت با آهن و نیکل آلیاژی را به نام آلنیکو می سازد که می سازد که ترکیبی با خاصیت مغناطیسی قوی و جهت استفاده های مهم کاربرد دارد. استلینها که آلیاژهای سخت جهت ساختن موتورهای پیستونی هستند شامل کبالت، کروم و تنگستن می باشند. و از این آلیاژ برای مصارف کارهای سنگین و لوازم و تجهیزات برشی حرارت بالاو برای قالبگیری استفاده می شود. کبالت همچنین در فولاد های مغناطیسی، فولاد ضدزنگ و آلیاژهایی که در توربینهای جتها و ژنراتورهای توربینهای گازی مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز همچنین برای آبکاری الکتریکی استفاده می شود زیرا دارای سختی بالا و مقاوم در برابر اکسید شدن می باشد.
پرتودهی کبالت حدود 0.05 mg/m3 است که به همین علت استفاده از آن باید محدود باشد.
کبالت 60 ایزوتوپ مصنوعی کبالت می باشد که منبع مهم آن اشعه گاما می باشد و که برای کاربردهای رادیوتروپی و ردیابی دارد.
قیمت کبالت 60 در حدود 1 تا 10 دلار است.
نمکهای کبالت برای تولیدات الماس و سرامیکهای با رنگ آبی ثابت، شیشه ها، سفال، کاشی ها و مینا کاری استفاده می شود. اجزای اصلی کبالت که باعث رنگ آبی می شوند عبارتند از Sevre , Thenard . محلول کلرید کبالت برای جوهر سمپاتیک مورد استفاده می گیرد. معمولاً کبالت به صورت کلرید، نیترات، استات یا نیترات مورد استفاده قرار می گیرد که این ترکیبات برای جاندارانی که کمبود مینرالهای کبالت را دارند استفاده می شود.
خواص فیزیکی و شیمیایی عنصر کبالت :
عدد اتمی: 27
جرم اتمی:58.9332
نقطه ذوب : C°1495
نقطه جوش : C°2870
شعاع اتمی : Å 1.67
ظرفیت:2و3
رنگ: سفید – نقره ای
حالت استاندارد: جامد
نام گروه:9
انرژی یونیزاسیون: Kj/mol 7.89
شکل الکترونی: 2 1s22s2p63s23 p63d 74s
شعاع یونی : Å 0.745
الکترونگاتیوی:1.88
حالت اکسیداسیون:2و3
دانسیته: 8.9
گرمای فروپاشی : Kj/mol 16.19
گرمای تبخیر : Kj/mol 376.5
مقاومت الکتریکی : Ohm m 0.0000000581
گرمای ویژه: J/g Ko 0.42
ایزوتوپ :
ایزوتوپ نیمه عمر
Co-56 77.3 روز
Co-57 271.8 روز
Co-58 70.9 روز
Co-58m 9.1 ساعت
Co-59 پایدار
Co-60 5.3 سال
Co-60m 10.5 دقیقه
Co-61 1.7 ساعت
اشکال دیگر :
اکسید کبالت CoO و تترا اکسید تری کبالت Co3O4 دی کلرید کبالت CoCl2
منابع : کانی کبالتیت
کاربرد : برای تهیه آلیاژها ی سخت به کار می رود همچنین تهیه آهن ربای مغناطیسی و سرامیک و شیشه و تولید خاصیت مغناطیسی در سنگهای معدنی مورد استفاده قرار می گیرد . در علم پزشکی برای درمان سرطان استفاده می شود .
روش شناسایی:
ICP:Inductively Coupled Plasma Spectrography
XRF:X-Ray Fluorescence Spectrometry
ES:Emission Spectrography
NA:Neutron Activation Analysis
COL: Colorimetry
AA:Flame Atomic Absorption Spectrometry
POL:Polarography
AAN: Non-flame Atomic Absorption Spectrometry
اثرات پزشکی عوامل شناسایی شده:
اثرات کبالت بر سلامتي انسان
از آنجايي که کبالت به طور گسترده در محيطهاي مختلف وجود دارد، با تنفس هوا، آشاميدن آب و خوردن غذاهايي که حاوي کبالت هستند، مقداري کبالت وارد بدن انسان ميشود. تماس پوست با خاک يا آب داراي کبالت نيز راه ديگر ورود کبالت به بدن انسان ميباشد.
کبالت هميشه به آساني در دسترس نميباشد، اما برخي اوقات ذرات کبالت به خاک يا ذرات رسوبي متصل نميشوند وممکن است که گياهان و جانوران مقدار زيادي کبالت دريافت کنند، و به همين ترتيب مقدار زيادي کبالت در بدن آنها ذخيره شود.
کبالت براي بدن انسان اهميت زيادي دارد، زيرا بخشي از ويتامين B12 را تشکيل ميدهد. براي برطرف کردن عارضه کم خوني در زنان باردار از کبالت استفاده ميشود، زيرا کبالت توليد سلولهاي خوني را تحريک ميکند.
مقدار زياد کبالت براي بدن انسان مضر است. اگر مقدار کبالت در هواي تنفسي از حد مجاز بيشتر باشد، بر اثر تنفس کبالت مشکلات تنفسي مانند آسم و ذات الريه ايجاد ميشود. اين مسئله اغلب در افرادي که در محيط کارشان مقدار زيادي کبالت وجود دارد، ديده ميشود.
در صورتيکه گياهان در خاک آلوده به کبالت رشد کنند، ذرات بسيارريز کبالت در اندامهايي از بدن گياه که مورد استفاده انسان است، مانند ميوه ها و دانه هاي گياه تجمع پيدا ميکند. خاکهايي که در نزديکي معادن قرار دارند، داراي مقدار زيادي کبالت ميباشند، بنابراين مصرف چنين گياهاني توسط انسان سبب بروز آسيبهاي فراواني ميشود.
اثرات مصرف غلظت بالاي کبالت عبارت هستند از:
استفراغ و تهوع
مشکلات بينايي
مشکلات قلبي
آسيب به تيروئيد
اشکال ديگري از کبالت که باعث بيماري ميشوند، ايزوتوپهاي راديواکتيو کبالت هستند. ايزوتوپهاي راديواکتيو کبالت سبب نازايي، ريزش مو، تهوع، خونريزي، کما و حتي مرگ ميشوند. گاهي اوقات پرتوهاي حاصل از ايزوتوپهاي کبالت براي بيماران سرطاني و براي از بين بردن تومور استفاده ميشود. اين بيماران بر اثر استفاده از ايزوتوپهاي کبالت عوارضي از قبيل ريزش مو، اسهال و تهوع را تجربه ميکنند.
غبار کبالت باعث بيماريهاي شبيه آسم شده و علائمي مانند سرفه، کوتاه و انقطاع تنفس و تنگي نفس را از خود نشان ميدهند. اين علائم به تدريج در فرد افزايش مي يابد و مشکلات ديگري مانند بيماريهاي ريوي، تصلب شرايين، ناتواني دائمي و مرگ را سبب ميشود. اگر فردي در معرض کبالت قرار گيرد، دچار کاهش وزن، آماس پوست و حساسيت بالاي دستگاه تنفس ميشود. مصرف مقدار اندک عنصر شيميايي کبالت که در جانوران آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گرفته شده، باعث مرگ 50 درصد جمعيت جانوري ميشود. اين مقدار در حدود ميلي گرم يا گرم ماده در هر کيلوگرم از وزن جانور ميباشد.
آژانس بين المللي تحقيقات سرطان (IARC)، کبالت و ترکيبات آن را در گروه 2B طبقه بندي کرده است. اين بدان معناست که عناصري که در گروه 2B قرار ميگيرند، عناصري هستند که ممکن است براي انسان سرطانزا باشند.
قدرت عوامل از لحاظ گسترش:
کبالت عنصري طبيعي است که در هوا، آب، خاک، سنگها، گياهان و جانوران وجود دارد. همچنين کبالت ميتواند از طريق وزش باد در سطح زمين، وارد هوا يا آب شود، يا از طريق هرزآبهاي شهري که از سنگها و خاکهاي حاوي کبالت عبور ميکنند، وارد آبهاي سطحي شود.
فعاليتهاي انساني مانند احتراق زغالسنگ، معدنکاري، فرآوري کانسنگهاي حاوي کبالت و توليد و استفاده از موادشيميايي داراي کبالت باعث ورود مقداري از اين عنصر شيميايي به اتمسفر ميشود.
ايزوتوپهاي راديواکتيو کبالت به طور طبيعي وجود ندارند، اما بر اثر عمليات هسته اي که در کارخانه هاي انرژي اتمي انجام ميشود، توليد و تشکيل ميگردند. از آنجاييکه ايزوتوپهاي راديواکتيو کبالت نيمه عمر نسبتاً کوتاهي دارند، خطرناک نميباشند.
زمانيکه کبالت وارد محيط ميشود، بلافاصله از بين نميرود. کبالت ميتواند با ساير ذرات واکنش دهد يا جذب ساير ذرات شود. اين ذرات عبارت هستند از ذرات خاک يا رسوبات آبي. فقط زماني که شرايط محيط اسيدي باشد، کبالت ميتواند متحرک باشد. البته در نهايت قسمت اعظم کبالت وارد رسوبات و خاک ميشود.
گياهاني که در خاکهاي با مقدار کم کبالت رشد ميکنند، از کمبود کبالت رنج ميبرند و به تبع آن جانوراني که از چنين گياهاني تغذيه ميکنند، نيز دچار کمبود کبالت ميشوند.
از طرفي، خاکهايي که در نزديکي معادن کبالت قرار دارند، داراي مقدار زيادي کبالت ميباشند، بنابراين جانوراني که از گياهان چنين مناطقي تغذيه ميکنند، دچار بيماري ميشوند. کبالت در بافتهاي گياهي و در بدن جانوراني که از اين گياهان تغذيه ميکنند، تجمع مي يابد. اما کبالت وارد زنجيره غذايي نميشود. به همين دليل، ميوه ها، سبزيجات، ماهي ها و ساير جانوراني را که مصرف ميکنيم، فاقد مقدار زياد کبالت هستند.
