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Eigenschaften der Co-60-Strahlung

Durch Bestrahlung mit Neutronen in einem Reaktor kann aus dem stabilen Element 59Co radioaktives 60Co erzeugt werden. Dieses zerfällt mit einer Halbwertzeit von T½ = 1925,5 d zu 60Ni. Beim Zerfall eines 60Co-Atomkerns werden ein Elektron (β--Zerfall) mit der Energie 317,9 keV und zwei Gammaquanten mit den Energien 1,173 MeV und 1,332 MeV freigesetzt.

Die in der Bestrahlungsanlage verwendete 60Co-Strahlungsquelle besteht aus kleinen Pellets aktivierten Cobalts, die in mehrere zylindrische Edelstahlbehälter eingeschweißt sind. Da die beim 60Co-Zerfall entstehende Betastrahlung (Elektronen) sehr stark mit Materie wechselwirkt, wird sie bereits in der Quelle oder deren Umhüllung absorbiert - es dringen also nur die beiden Gammaquanten nach außen. Jedoch auch diese können bereits im Inneren der Strahlungsquelle oder der Umhüllung wechselwirken (vorwiegend durch Compton-Streuung), wodurch sich ihre Energie verringert. Im Ergebnis beobachtet man im Spektrum der von einer typischen 60Co-Strahlungsquelle emittierten Gammastrahlung nicht nur die beiden Linien bei den Energien 1,173 MeV und 1,332 MeV, sondern auch einen Anteil von Strahlung niederer Energie. Die folgende Abbildung zeigt ein typisches Spektrum einer 60Co-Strahlungsquelle.

Aufbau einer typischen 60Co-Strahlungsquelle

Man erkennt hier die beiden starken Peaks bei den Energien 1,173 MeV und 1,332 MeV und den schwächeren Anteil niederenergetischerer Strahlung. Da die Art der Wechselwirkung der Gammastrahlung stark vom Aufbau der Strahlungsquelle (und der gesamten Bestrahlungsanlage) abhängt, können sich die für verschiedene 60Co-Quellen erhaltenen Spektren unterscheiden.