Cómo se fabrica el Cobalto-60: la activación de neutrones paso a paso
El Cobalto-60 (⁶⁰Co) no se sintetiza en un laboratorio convencional ni se extrae de la naturaleza, sino que se produce artificialmente mediante activación neutrónica dentro de un reactor nuclear de investigación o de producción. Se trata de un proceso muy estudiado desde los años 1950 y que sigue siendo el método prácticamente único para obtener este isótopo en cantidades significativas.
El punto de partida es el cobalto-59 (⁵⁹Co), que es el isótopo estable del cobalto y constituye prácticamente el 100 % del cobalto natural (99,9863 %). Este cobalto se presenta habitualmente en forma de pellets de óxido de cobalto (CoO o Co₃O₄), o bien como alambre o láminas de cobalto metálico de alta pureza (≥ 99,9 %).
La reacción nuclear fundamental es:
| Reactivo | Partícula incidente | Producto | Rayo gamma emitido |
|---|---|---|---|
| ⁵⁹Co (estable) | n (neutrón térmico) | ⁶⁰Co (radiactivo) | 2,505 MeV (cascada) |
El cobalto-59 absorbe un neutrón térmico (energía ≈ 0,025 eV) y queda en estado excitado como ⁶⁰Co*, que emite un rayo gamma de cascada de unos 2,5 MeV y queda como ⁶⁰Co estable en su núcleo pero inestable radiológicamente (vida media ≈ 5,27 años).
Los pellets de cobalto se encapsulan en cápsulas de aluminio o acero inoxidable para resistir las altas temperaturas y la presión del refrigerante del reactor. Se colocan en posiciones del núcleo donde el flujo de neutrones térmicos es máximo, típicamente entre 10¹³ y 10¹⁵ n·cm⁻²·s⁻¹.
El tiempo de irradiación varía según la actividad específica deseada, pero suele estar entre 6 y 18 meses. Cuanto mayor el tiempo, mayor la cantidad de ⁶⁰Co generado, aunque también crece la activación de impurezas (por ejemplo, ⁵⁸Fe → ⁵⁹Fe) que se minimiza usando cobalto de alta pureza.
Tras la irradiación, las cápsulas se retiran del reactor y se someten a un período de envejecimiento o
Tiempo típico de irradiación en reactor: 6–18 meses con flujo de neutrones de 10¹³–10¹⁵ n·cm⁻²·s⁻¹.
Dato clave