Иод-131

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Иод-131
Iodine-131-decay-scheme-simplified.svg

Схема распада иода-131 (упрощённая)

Общие сведения
Название, символ Иод-131, 131I
Альтернативные названия радиойод
Нейтронов 78
Протонов 53
Свойства нуклида
Атомная масса 130,9061246(12)[1] а. е. м.
Избыток массы −87 444,4(11)[1] кэВ
Удельная энергия связи (на нуклон) 8 422,309(9)[1] кэВ
Период полураспада 8,02070(11)[2] суток
Продукты распада 131Xe
Родительские изотопы 131Te (β)
Спин и чётность ядра 7/2+[2]
Канал распада Энергия распада
β 0,9708(6)[1] МэВ

Иод-131 (йод-131, 131I), также называемый радиойодом (несмотря на наличие других радиоактивных изотопов этого элемента), — радиоактивный нуклид химического элемента иода с атомным номером 53 и массовым числом 131. Период его полураспада составляет около 8 суток. Основное применение нашёл в медицине и фармацевтике. Также является одним из основных продуктов деления ядер урана и плутония, представляющих опасность для здоровья человека, внесших значительный вклад во вредные последствия для здоровья людей после ядерных испытаний 1950-х, аварии в Чернобыле, Фукусиме. Иод-131 является весомым продуктом деления урана, плутония и, косвенно, тория, составляя до 3 % продуктов деления ядер.

В связи с бета-распадом, иод-131 вызывает мутации и гибель клеток, в которые он проник, и окружающих тканей на глубину нескольких миллиметров.

Удельная активность этого нуклида составляет приблизительно 4,6·1015 Бк на грамм.

Получение[править | править вики-текст]

Основные количества 131I получают в ядерных реакторах путём облучения теллуровых мишеней тепловыми нейтронами. Облучение природного теллура позволяет получить почти чистый иод-131 как единственный изотоп с периодом полураспада более нескольких часов.

Образование и распад[править | править вики-текст]

Иод-131 является дочерним продуктом β-распада нуклида 131Te (период полураспада последнего составляет 25,0(1)[2] мин):

\mathrm{{}^{131}_{52}Te} \rightarrow \mathrm{{}^{131}_{53}I} + e^- + \bar{\nu}_e.

131I имеет период полураспада 8,02 суток и является бета- и гамма-радиоактивным. Он распадается с испусканием β-частиц с максимальной энергией 0,807 МэВ (наиболее вероятны каналы бета-распада с максимальными энергиями 0,248, 0,334 и 0,606 МэВ и вероятностями соответственно 2,1 %, 7,3 % и 89,9 %), а также с излучением γ-квантов с энергиями от 0,08 до 0,723 МэВ (наиболее характерная гамма-линия, используемая на практике для идентификации иода-131, имеет энергию 364,5 кэВ и излучается в 82 % распадов)[3]; излучаются также конверсионные электроны и рентгеновские кванты. При распаде 131I превращается в стабильный 131Xe:

\mathrm{^{131}_{53}I}\rightarrow\mathrm{^{131}_{54}Xe}+ e^- + \bar{\nu}_e.

Иод-131 в окружающей среде[править | править вики-текст]

Выброс иода-131 в окружающую среду происходит в основном в результате ядерных испытаний и аварий на предприятиях атомной энергетики. В связи с коротким периодом полураспада, через несколько месяцев после такого выброса содержание иода-131 опускается ниже порога чувствительности детекторов.

Иод-131 считается наиболее опасным нуклидом, образующимся при делении ядер. Это объясняется следующим набором свойств этого изотопа:

  1. Относительно высокое содержание иода-131 среди осколков деления (около 3 %).
  2. Период полураспада (8 суток), с одной стороны, достаточно велик, чтобы нуклид распространился по большим площадям, а с другой стороны, достаточно мал, чтобы обеспечить очень высокую удельную активность изотопа — примерно 4.5 ПБк/г.
  3. Высокая летучесть. При любых авариях ядерных реакторов в первую очередь улетучиваются инертные радиоактивные газы, затем — иод. Например, при аварии на ЧАЭС, из реактора было выброшено 100 % инертных газов, 20 % иода, 10-13 % цезия, и всего 2-3 % остальных элементов.
  4. Иод очень мобилен и практически не образует нерастворимых соединений.
  5. Иод является жизненно важным, и в то же время — дефицитным элементом. Поэтому все живые организмы выработали способность концентрировать иод в своем теле.
  6. У человека большая часть иода в организме концентрируется в щитовидной железе, имеющей небольшую массу по сравнению со всем телом (12-25 г). Поэтому даже небольшое количество радиойода приводит к высоким дозам локального облучения щитовидной железы.

Радиационные аварии[править | править вики-текст]

Оценка по радиологическому эквиваленту активности иода-131 принята для определения уровня ядерных событий по шкале INES[4].

Авария на АЭС Фукусима I в марте 2011 вызвала значительный рост содержания 131I в продуктах питания, морской и водопроводной воде в регионах вокруг АЭС. Анализ воды в дренажной системе 2-го энергоблока показал содержание 131I, равное 300 кБк/см3, что превышает установленную в Японии норму по отношению к питьевой воде в 7,5 миллионов раз[5].

Нормативы по содержанию иода-131[править | править вики-текст]

Согласно принятым в России нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009, решение об ограничении потребления продуктов питания обязательно принимается при удельной активности иода-131 в них, равной 10 кБк/кг (при удельной активности от 1 кБк/кг такое решение может приниматься по усмотрению уполномоченного органа). Для персонала, работающего с источниками радиации, предел годового поступления с воздухом иода-131 составляет 2,6·106 Бк в год (дозовый коэффициент 7,6·10−9Зв/Бк), а допустимая среднегодовая объемная активность в воздухе 1,1·103 Бк/м3 (это относится ко всем соединениям иода, кроме элементарного иода, для которого установлены ограничения соответственно 1,0·106 Бк в год и 4,0·102 Бк/м3, и метилиода CH3I — 1,3·106 Бк в год и 5,3·102 Бк/м3). Для критических групп населения (дети в возрасте 1-2 года) установлены ограничение на поступление иода-131 с воздухом 1,4·104 Бк/год, допусти­мая среднего­довая объемная актив­ность в воздухе 7,3 Бк/м3, предел поступления с пищей 5,6·103 Бк/год; дозовый коэффициент для этой группы населения составляет 7,2·10−8 Зв/Бк при поступлении иода-131 с воздухом и 1,8·10−7 Зв/Бк — при поступлении с пищей. Для взрослого населения при поступлении иода-131 с водой дозовый коэффициент составляет 2,2·10−8Зв/Бк, а уровень вмешательства[6] 6,2 Бк/л. Для использования открытого источника I-131 его минимально значимая удельная активность (при превышении которой требуется разрешение органов исполнительной власти) равна 100 Бк/г; минимально значимая активность в помещении или на рабочем месте равна 1·106 Бк, ввиду чего иод-131 относится к группе В радионуклидов по радиационной опасности (из четырёх групп, от А до Г, наиболее опасной является группа А). При возможном присутствии иода-131 в воде (в зонах наблюдения радиационных объектов I и II категории по потенциальной опасности) определение его удельной активности в воде является обязательным[7].

Лечение и профилактика[править | править вики-текст]

Применение в медицинской практике[править | править вики-текст]

Иод-131, как и некоторые радиоактивные изотопы иода (125I, 132I) применяются в медицине для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы[8]. Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009, принятым в России, выписка из клиники пациента, лечившегося с использованием иода-131, разрешается при снижении общей активности этого нуклида в теле пациента до уровня 0,4 ГБк[7].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 G. Audi, A.H. Wapstra, and C. Thibault (2003). «The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references.». Nuclear Physics A 729: 337—676. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003.
  2. 1 2 3 G. Audi, O. Bersillon, J. Blachot and A. H. Wapstra (2003). «The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties». Nuclear Physics A 729: 3–128. DOI:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001.
  3. WWW Table of Radioactive Isotopes (англ.). — Свойства 131I. Проверено 27 марта 2011. Архивировано из первоисточника 22 августа 2011.
  4. INES Руководство для пользователей международной шкалы ядерных и радиологических событий. — Вена: МАГАТЭ, 2010. — 235 с.
  5. ДНИ.РУ ИНТЕРНЕТ-ГАЗЕТА ВЕРСИЯ 5.0 / В японских школах ищут радиацию
  6. Уровень вмешательства — удельная активность, ниже которой никаких специальных мер к ограничению потребления принимать не требуется.
  7. 1 2 «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Санитарные правила и нормативы СанПин 2.6.1.2523-09».
  8. Редкол.: Кнунянц И. Л. (гл. ред.) Химическая энциклопедия: в 5 т. — М.: Советская энциклопедия, 1990. — Т. 2. — С. 251-252. — 671 с. — 100 000 экз.

Ссылки[править | править вики-текст]