Jód-131

Jód-131

Schéma rozpadu jódu-131 (zjednodušeně)
Jméno, symbol Jód -  131,131I
Alternativní tituly radiojód
Neutrony 78
Vlastnosti nuklidů
Atomová hmotnost 130.9061246(12) [1]  a. jíst.
hromadný defekt −87 444,4(11) [1]  k eV
Specifická vazebná energie (na nukleon) 8422,309(9) [1]  keV
Poločas rozpadu 8,02070(11) [2] dnů
Produkty rozkladu 131 Xe
Rodičovské izotopy 131 Te ( β - )
Spin a parita jádra 7/2 + [2]
Rozpadový kanál Rozpadající se energie
β - 0,9708(6) [1 ]  MeV
Tabulka nuklidů

Jód-131 (jód-131, 131 I)  je umělý radioaktivní izotop jódu . Poločas rozpadu je asi 8 dní, mechanismus rozpadu je beta rozpad . Poprvé získal v roce 1938 v Berkeley .

Je jedním z významných štěpných produktů uranu , plutonia a thoria , tvoří až 3 % produktů jaderného štěpení. Při jaderných testech a haváriích jaderných reaktorů je jednou z hlavních krátkodobých radioaktivních polutantů přírodního prostředí. Představuje velké radiační nebezpečí pro lidi a zvířata kvůli schopnosti akumulovat se v těle a nahrazovat přirozený jód.

V lékařství se používá k léčbě štítné žlázy radiojodem .

Specifická aktivita ~4,6⋅10 15 Bq na gram.

Vznik a rozpad

Jód-131 je dceřiným produktem β − rozpadu izotopu 131 Te (poločas rozpadu izotopu 131 Te je 25,0(1) [2] min):

Telur-131 se zase tvoří v přírodním teluru, když absorbuje neutrony ze stabilního přírodního izotopu teluru-130, jehož koncentrace v přírodním teluru je 34 % při.:

131I má poločas rozpadu 8,02 dne a je radioaktivní beta i gama . Rozpadá se emisí β- částic s maximální energií 0,807 MeV (nejpravděpodobnější kanály beta rozpadu s maximálními energiemi 0,248, 0,334 a 0,606 MeV a pravděpodobnostmi 2,1 %, 7,3 % a 89,9 %), jakož i se zářením γ - kvanta s energiemi od 0,08 do 0,723 MeV (nejcharakterističtější gama čára používaná v praxi k identifikaci jódu-131 má energii 364,5 keV a je emitována při 82 % rozpadů) [3] ; jsou také emitovány konverzní elektrony a rentgenová kvanta . Když se 131 I rozpadne , změní se na stabilní 131 Xe :

Získání

Hlavní množství 131 I se získává v jaderných reaktorech ozařováním telurových terčů tepelnými neutrony . Ozáření přírodního teluru umožňuje získat téměř čistý jód-131 jako jediný finální izotop s poločasem rozpadu delším než několik hodin.

V Rusku se 131 I získává ozařováním v JE Leningrad v reaktorech RBMK [4] . Chemická izolace 131 I z ozářeného teluru se provádí v NIFKhI im. L. Ya. Karpová . Objem výroby umožňuje získat izotop v množství dostatečném k provedení 2-3 tisíc lékařských procedur týdně.

Jód-131 v životním prostředí

K uvolňování jódu-131 do životního prostředí dochází především v důsledku jaderných testů a havárií v jaderných elektrárnách . Vzhledem ke krátkému poločasu rozpadu, několik měsíců po takovém uvolnění, klesne obsah jódu-131 pod práh citlivosti detektorů.

Jód-131 je považován za nejnebezpečnější nuklid pro lidské zdraví, který vzniká při jaderném štěpení. To je vysvětleno následovně:

  1. Poměrně vysoký obsah jódu-131 mezi štěpnými fragmenty (asi 3 %).
  2. Poločas rozpadu (8 dní) je na jedné straně dostatečně velký na to, aby se nuklid rozšířil na velké plochy, a na druhé straně je dostatečně malý na to, aby poskytoval velmi vysokou specifickou aktivitu izotopu - asi 4,5 PBq / g .
  3. Vysoká volatilita. Při jakékoli havárii jaderných reaktorů uniknou do atmosféry především inertní radioaktivní plyny, poté jód. Například při havárii v Černobylu se z reaktoru uvolnilo 100 % inertních plynů, 20 % jódu, 10–13 % cesia a pouze 2–3 % ostatních prvků. .
  4. Jód je v přirozeném prostředí velmi mobilní a prakticky netvoří nerozpustné sloučeniny.
  5. Jód je životně důležitý mikroelement a zároveň prvek, jehož koncentrace v potravinách a vodě je nízká. Proto si všechny živé organismy v procesu evoluce vyvinuly schopnost akumulovat jód ve svém těle.
  6. U lidí je většina jódu v těle koncentrována ve štítné žláze, ale má malou hmotnost ve srovnání s tělesnou hmotností (12-25 g). Proto i relativně malé množství radioaktivního jódu, které se dostane do těla, vede k vysoké lokální expozici štítné žlázy.

Hlavními zdroji znečištění ovzduší radioaktivním jódem jsou jaderné elektrárny a farmakologická výroba [5] .

Radiační nehody

Radiologický ekvivalent aktivity jódu-131 se používá ke stanovení úrovně jaderných událostí na stupnici INES [6] .

Havárie v jaderné elektrárně Fukušima I v březnu 2011 způsobila výrazný nárůst obsahu 131 I v potravinách, mořské a vodovodní vodě v oblastech kolem jaderné elektrárny . Rozbor vody v drenážním systému 2. energetického bloku ukázal obsah 131 I, rovných 300 kBq/cm 3 , což překračuje normu stanovenou v Japonsku ve vztahu k pitné vodě 7,5 milionkrát [7] .

Hygienické normy pro obsah jódu-131

Podle norem radiační bezpečnosti přijatých v Rusku NRB-99/2009 musí být rozhodnutí o omezení spotřeby potravin učiněno, když se specifická aktivita jódu-131 v nich rovná 10 kBq / kg (se specifickou aktivitou 1 kBq / kg , o takovém rozhodnutí může rozhodnout oprávněný orgán).

Pro personál pracující se zdroji záření je limit ročního příjmu jódu-131 vzduchem 2,6⋅10 6 Bq za rok (dávkový koeficient 7,6⋅10 −9 Sv /Bq ) a přípustná průměrná roční objemová aktivita ve vzduchu je 1 , 1⋅10 3 Bq/m 3 (to platí pro všechny sloučeniny jódu, kromě elementárního jódu, pro který jsou limity stanoveny resp. 1,0⋅10 6 Bq za rok a 4,0⋅10 2 Bq/m 3 a methyljodu CH 3 I - 1,3⋅10 6 Bq za rok a 5,3⋅10 2 Bq / m 3 ). Pro kritické skupiny obyvatel (děti ve věku 1-2 roky ) je limit příjmu jódu-131 vzduchem 1,4⋅10 4 Bq/rok , přípustná průměrná roční objemová aktivita ve vzduchu je 7,3 Bq/m 3 , přípustný limit příjmu s jídlem 5,6⋅10 3 Bq/rok ; dávkový koeficient pro tuto skupinu populace je 7,2⋅10 −8 Sv /Bq při příjmu jódu-131 vzduchem a 1,8⋅10 −7 Sv/Bq  při příjmu s jídlem.

Pro dospělou populaci je při vstupu jódu-131 s vodou dávkový koeficient 2,2⋅10 −8 Sv/Bq a míra zásahu [8] 6,2 Bq/l . Pro použití open source I-131 je jeho minimální významná specifická aktivita (při jejím překročení je vyžadováno povolení výkonných orgánů) 100 Bq/g ; minimální významná aktivita v místnosti nebo na pracovišti je 1⋅10 6 Bq , proto jód-131 patří z hlediska radiační nebezpečnosti do skupiny B radionuklidů (ze čtyř skupin od A do D je skupina A nejnebezpečnější).

Při možné přítomnosti jódu-131 ve vodě (v zónách pozorování radiačních objektů kategorie I a II z hlediska potenciálního ohrožení) je stanovení jeho specifické aktivity ve vodě povinné [9] .

Prevence

Pokud se jód-131 dostane do těla, může být zapojen do metabolického procesu. V tomto případě bude jód setrvávat v těle po dlouhou dobu, čímž se prodlouží doba expozice. U lidí je největší hromadění jódu pozorováno ve štítné žláze. Aby se minimalizovalo hromadění radioaktivního jódu v těle při radioaktivní kontaminaci prostředí, užívají se léky, které saturují metabolismus obyčejným stabilním jódem. Například příprava jodidu draselného . Při současném užívání jodidu draselného s příjmem radioaktivního jódu je ochranný účinek asi 97 %; při užití 12 a 24 hodin před kontaktem s radioaktivní kontaminací – 90 % a 70 %, při užití 1 a 3 hodiny po kontaktu – 85 % a 50 %, více než 6 hodin – účinek je nevýznamný.

Lékařské aplikace

Jód-131, stejně jako některé další radioaktivní izotopy jódu ( 125 I , 132 I ) se používají v lékařství pro diagnostiku a léčbu některých onemocnění štítné žlázy [10] [11] :

Izotop se používá k diagnostice šíření a radiační terapii neuroblastomu , který je také schopen akumulovat některé jodové přípravky.

V Rusku vyrábí farmaceutické přípravky na bázi 131 I obninská pobočka Výzkumného ústavu fyziky a chemie L. Ya.Karpova [15] .

Podle norem radiační bezpečnosti NRB-99/2009 přijatých v Rusku je propuštění z kliniky pacienta léčeného jódem-131 ​​povoleno, když celková aktivita tohoto nuklidu v těle pacienta klesne na úroveň 0,4 GBq [9] .

Přípravky: yobenguan-131 .

Viz také

Poznámky

  1. ↑ 1 2 3 4 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. Hodnocení atomové hmotnosti AME2003 (II). Tabulky, grafy a odkazy  (anglicky)  // Nuclear Physics A . - 2003. - Sv. 729 . - str. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
  2. ↑ 1 2 3 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Hodnocení jaderných a rozpadových vlastností NUBASE  // Nukleární fyzika A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .Otevřený přístup
  3. ↑ WWW Tabulka radioaktivních izotopů  . — Vlastnosti 131 I. Načteno: 27. března 2011.
  4. ↑ Leningradská JE zahájila výrobu nového izotopu nezbytného pro léčbu rakoviny (nedostupný odkaz) . Získáno 16. července 2017. Archivováno z originálu 11. července 2017. 
  5. ↑ Radioaktivní jód nalezený ve vzduchu nad Německem , Germania.one . Archivováno z originálu 2. března 2017. Staženo 1. března 2017.
  6. ↑ INES User's Guide to International Nuclear and Radiological Event Scale . - Vídeň: MAAE , 2010. - 235 s.
  7. ↑ Japonské školy hledající radiaci . dni.ru. _ Získáno 5. dubna 2011. Archivováno z originálu 10. dubna 2011.
  8. ↑ Zásahová úroveň - konkrétní činnost, pod kterou nejsou vyžadována žádná zvláštní opatření k omezení spotřeby.
  9. ↑ 1 2 „Normy pro radiační bezpečnost (NRB-99/2009). Sanitární pravidla a předpisy SanPin 2.6.1.2523-09” Archivováno 24. března 2012 na Wayback Machine .
  10. ↑ Ksenzenko V.I., Stasinevich D.S. Iodine // Chemická encyklopedie  : v 5 svazcích / Ch. vyd. I. L. Knunyants . - M .: Sovětská encyklopedie , 1990. - T. 2: Duff - Medi. - S. 251-252. — 671 s. — 100 000 výtisků.  — ISBN 5-85270-035-5 .
  11. ↑ Léčba radioaktivním jódem . Získáno 15. října 2017. Archivováno z originálu 1. října 2017.
  12. ↑ Tyreotoxikóza: léčba radioaktivním jódem . Získáno 15. října 2017. Archivováno z originálu 15. října 2017.
  13. ↑ Terapie radiojodem - léčba radioaktivním jodem . Získáno 15. října 2017. Archivováno z originálu 15. října 2017.
  14. ↑ Moskalev Yu. I. Radiobiologie inkorporovaných radionuklidů. - M .: Enegroatomizdat, 1989. - S. 207.
  15. ↑ Obninská pobočka NIFHI nich. L. Ya.Karpova slaví 50 let od spuštění reaktoru . Získáno 15. října 2017. Archivováno z originálu 15. října 2017.

Odkazy