Изотопы иода

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Изото́пы иода — разновидности химического элемента иода, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны 37 изотопов иода с массовыми числами от 108 до 144 (количество протонов 53, нейтронов от 55 до 91) и 17 ядерных изомеров.

Единственным стабильным изотопом является 127I. Таким образом, природный иод является практически изотопно-чистым элементом. Самым долгоживущим радиоизотопом является 129I с периодом полураспада 15,7 млн лет.


Пример изменения вклада изотопов в общую радиоактивность продуктов деления урана

Иод-131 (период полураспада 8 суток) — один из самых массовых изотопов в цепочках деления урана и плутония. Является значимым короткоживущим загрязнителем окружающей среды при радиационных авариях и ядерных взрывах. Для минимизации накопления этого изотопа в организме при загрязнениях окружающей среды свежими продуктами цепных реакций урана и плутония рекомендуется принимать препараты иода.

Применяют в медицине для лечения заболеваний щитовидной железы. Препарат иода накапливается в щитовидной железе, где бета-излучение изотопа оказывает локальное угнетающее действие на ткани железы. В России налажен полный цикл применения метода от производства изотопа до синтеза радиофармакологических препаратов.

Иод-135 (период полураспада 6,6 часа) значим в управлении ядерными реакторами. При его распаде образуется 135Xe — изотоп с очень большим сечением захвата нейтронов («нейтронный яд») и периодом полураспада около 9 часов. Этим явлением обусловлена так называемая «иодная яма» — появление высокой отрицательной реактивности после выключения или снижения мощности реактора, не позволяющее в течение 1-2 суток после этого вывести реактор на проектную мощность.

Иод-123 (период полураспада 13 часов) — искусственно получаемый изотоп, применяется в медицине для диагностики щитовидной железы[1], метастазов злокачественных опухолей щитовидной железы[2] и оценки состояния симпатической нервной системы сердца[3][4]. Малый период полураспада (13 часов) и мягкое гамма-излучение (160 кэВ) уменьшают радиотоксическое действие препаратов с этим изотопом по сравнению с 131I. По этой же причине не применяется для лечения. В России налажен полный цикл применения метода от производства изотопа до синтеза радиофармакологических препаратов.

Препараты: йофлупан-123.

Иод-124 — искусственный изотоп с периодом полураспада 4,176 суток. Схема распада — позитронный распад. Применяется в медицине для диагностики щитовидной железы методом позитронно-эмиссионной томографии[5] Получают на ускорителях путём облучения протонами мишени 124Te по схеме 124Te(p, n) → 124I.

Иод-125 — искусственно получаемый изотоп с периодом полураспада 59,4 суток, канал распада — электронный захват, применяется в медицине для лечения рака предстательной железы методом брахитерапии[6][4]. В России налажен полный цикл применения метода от производства изотопа до имплантации микроисточников.

Иод-129[англ.] имеет период полураспада 15,7 млн лет, позволяет выполнять радиоизотопное датирование по иод-ксеноновому методу. Также может быть долгоживущим маркером загрязнения продуктами деления урана при авариях и ядерных испытаниях.

Таблица изотопов иода

[править | править код]
Символ
нуклида
Z(p) N(n) Масса изотопа[7]
(а. е. м.)
Период
полураспада
[8]
(T1/2)
Канал распада Продукт распада Спин и чётность
ядра[8]
Распространённость
изотопа в природе
Диапазон изменения изотопной распространённости в природе
Энергия возбуждения
108I 53 55 107,94348(39)# 36(6) мс α (90 %) 104Sb (1)#
β+ (9 %) 108Te
p (1 %) 107Te
109I 53 56 108,93815(11) 103(5) мкс p (99,5 %) 108Te (5/2+)
α (0,5 %) 105Sb
110I 53 57 109,93524(33)# 650(20) мс β+ (70,9 %) 110Te 1+#
α (17 %) 106Sb
β+, p (11 %) 109Sb
β+, α (1,09 %) 106Sn
111I 53 58 110,93028(32)# 2,5(2) с β+ (99,92 %) 111Te (5/2+)#
α (0,088 %) 107Sb
112I 53 59 111,92797(23)# 3,42(11) с β+ (99,01 %) 112Te
β+, p (0,88 %) 111Sb
β+, α (0,104 %) 108Sn
α (0,0012 %) 108Sb
113I 53 60 112,92364(6) 6,6(2) с β+ (100 %) 113Te 5/2+#
α (3,3⋅10−7%) 109Sb
β+, α 109Sn
114I 53 61 113,92185(32)# 2,1(2) с β+ 114Te 1+
β+, p (редко) 113Sb
114mI 265,9(5) кэВ 6,2(5) с β+ (91 %) 114Te (7)
ИП (9 %) 114I
115I 53 62 114,91805(3) 1,3(2) мин β+ 115Te (5/2+)#
116I 53 63 115,91681(10) 2,91(15) с β+ 116Te 1+
116mI 400(50)# кэВ 3,27(16) мкс (7−)
117I 53 64 116,91365(3) 2,22(4) мин β+ 117Te (5/2)+
118I 53 65 117,913074(21) 13,7(5) мин β+ 118Te 2−
118mI 190,1(10) кэВ 8,5(5) мин β+ 118Te (7−)
ИП (редко) 118I
119I 53 66 118,91007(3) 19,1(4) мин β+ 119Te 5/2+
120I 53 67 119,910048(19) 81,6(2) мин β+ 120Te 2−
120m1I 72,61(9) кэВ 228(15) нс (1+, 2+, 3+)
120m2I 320(15) кэВ 53(4) мин β+ 120Te (7−)
121I 53 68 120,907367(11) 2,12(1) ч β+ 121Te 5/2+
121mI 2376,9(4) кэВ 9,0(15) мкс
122I 53 69 121,907589(6) 3,63(6) мин β+ 122Te 1+
123I 53 70 122,905589(4) 13,2235(19) ч ЭЗ 123Te 5/2+
124I 53 71 123,9062099(25) 4,1760(3) сут β+ 124Te 2−
125I 53 72 124,9046302(16) 59,400(10) сут ЭЗ 125Te 5/2+
126I 53 73 125,905624(4) 12,93(5) сут β+ (56,3 %) 126Te 2−
β (43,7 %) 126Xe
127I 53 74 126,904473(4) стабилен 5/2+ 1,0000
128I 53 75 127,905809(4) 24,99(2) мин β (93,1 %) 128Xe 1+
β+ (6,9 %) 128Te
128m1I 137,850(4) кэВ 845(20) нс 4−
128m2I 167,367(5) кэВ 175(15) нс (6)−
129I 53 76 128,904988(3) 1,57(4)⋅107 лет β 129Xe 7/2+
130I 53 77 129,906674(3) 12,36(1) ч β 130Xe 5+
130m1I 39,9525(13) кэВ 8,84(6) мин ИП (84 %) 130I 2+
β (16 %) 130Xe
130m2I 69,5865(7) кэВ 133(7) нс (6)−
130m3I 82,3960(19) кэВ 315(15) нс -
130m4I 85,1099(10) кэВ 254(4) нс (6)−
131I 53 78 130,9061246(12) 8,02070(11) сут β 131Xe 7/2+
132I 53 79 131,907997(6) 2,295(13) ч β 132Xe 4+
132mI 104(12) кэВ 1,387(15) ч ИП (86 %) 132I (8−)
β (14 %) 132Xe
133I 53 80 132,907797(5) 20,8(1) ч β 133Xe 7/2+
133m1I 1634,174(17) кэВ 9(2) с ИП 133I (19/2−)
133m2I 1729,160(17) кэВ ~170 нс (15/2−)
134I 53 81 133,909744(9) 52,5(2) мин β 134Xe (4)+
134mI 316,49(22) кэВ 3,52(4) мин ИП (97,7 %) 134I (8)−
β (2,3 %) 134Xe
135I 53 82 134,910048(8) 6,57(2) ч β 135Xe 7/2+
136I 53 83 135,91465(5) 83,4(10) с β 136Xe (1−)
136mI 650(120) кэВ 46,9(10) с β 136Xe (6−)
137I 53 84 136,917871(30) 24,13(12) с β (92,86 %) 137Xe (7/2+)
β, n (7,14 %) 136Xe
138I 53 85 137,92235(9) 6,23(3) с β (94,54 %) 138Xe (2−)
β, n (5,46 %) 137Xe
139I 53 86 138,92610(3) 2,282(10) с β (90 %) 139Xe 7/2+#
β, n (10 %) 138Xe
140I 53 87 139,93100(21)# 860(40) мс β (90,7 %) 140Xe (3)(−#)
β, n (9,3 %) 139Xe
141I 53 88 140,93503(21)# 430(20) мс β (78 %) 141Xe 7/2+#
β, n (22 %) 140Xe
142I 53 89 141,94018(43)# ~200 мс β (75 %) 142Xe 2−#
β, n (25 %) 141Xe
143I 53 90 142,94456(43)# 100# мс [> 300 нс] β 143Xe 7/2+#
144I 53 91 143,94999(54)# 50# мс [> 300 нс] β 144Xe 1−#

Пояснения к таблице

[править | править код]
  • Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
  • Индексами m, m1, m2 и т. д. (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
  • Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
  • Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
  • Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.

Примечания

[править | править код]
  1. Йод радиоактивный в методах клинической эндокринологии Архивная копия от 24 декабря 2017 на Wayback Machine.
  2. СЦИНТИГРАФИЯ ВСЕГО ТЕЛА Архивная копия от 23 июня 2018 на Wayback Machine.
  3. М-йодбензилгуанидин, 123-I Архивная копия от 24 декабря 2017 на Wayback Machine.
  4. 1 2 Виталий Поздеев: изотопы — это сложно, но нужно Архивная копия от 24 декабря 2017 на Wayback Machine.
  5. «Изотопы: свойства, получение, применение». Том 1, с. 227.
  6. Новые технологии помогают медикам в лечении онкозаболеваний Архивная копия от 24 декабря 2017 на Wayback Machine.
  7. Данные приведены по Wang M., Audi G., Kondev F. G., Huang W. J., Naimi S., Xu X. The Ame2016 atomic mass evaluation (I). Evaluation of input data; and adjustment procedures (англ.) // Chinese Physics C. — 2016. — Vol. 41, iss. 3. — P. 030002-1—030002-344. — doi:10.1088/1674-1137/41/3/030002.
  8. 1 2 Данные приведены по Audi G., Bersillon O., Blachot J., Wapstra A. H. The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties // Nuclear Physics A. — 2003. — Т. 729. — С. 3—128. — doi:10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001. — Bibcode2003NuPhA.729....3A.Открытый доступ