Иод-131

Шаблон:Нуклид Йод-131 (иод-131, ¹³¹I) — искусственный радиоактивный изотоп йода. Период полураспада около 8 суток, механизм распада — бета-распад. Впервые получен в 1938 году в Беркли.

Является одним из значимых продуктов деления ядер урана, плутония и тория, составляя до 3 % продуктов деления ядер. При ядерных испытаниях и авариях ядерных реакторов является одним из основных короткоживущих радиоактивных загрязнителей природной среды. Представляет большую радиационную опасность для человека и животных в связи со способностью накапливаться в организме, замещая природный иод.

Применяется в медицине для радиойодтерапии щитовидной железы.

Удельная активность ~4,6Шаблон:E Бк на грамм.

Образование и распад

Иод-131 является дочерним продуктом [[Бета-распад|Шаблон:Math⁻-распада]] изотопа ¹³¹Te (период полураспада последнего составляет 25,0(1) мин):

${}_{\mathrm{5}\mathrm{2}}^{\mathrm{1}\mathrm{3}\mathrm{1}}\mathrm{T}\mathrm{e}\to {}_{\mathrm{5}\mathrm{3}}^{\mathrm{1}\mathrm{3}\mathrm{1}}\mathrm{I}+e^{-}+{\overline{\nu }}_e.$

В свою очередь теллур-131 образуется в природном теллуре при поглощении им нейтронов стабильным природным изотопом теллур-130, концентрация которого в природном теллуре составляет 34 % ат.:

${}_{\mathrm{5}\mathrm{2}}^{\mathrm{1}\mathrm{3}\mathrm{0}}\mathrm{T}\mathrm{e}+n\to {}_{\mathrm{5}\mathrm{2}}^{\mathrm{1}\mathrm{3}\mathrm{1}}\mathrm{T}\mathrm{e}.$

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

${}^{\mathrm{1}\mathrm{3}\mathrm{1}}{}_{\mathrm{5}\mathrm{3}}\mathrm{I}\to {}^{\mathrm{1}\mathrm{3}\mathrm{1}}{}_{\mathrm{5}\mathrm{4}}\mathrm{X}\mathrm{e}+e^{-}+{\overline{\nu }}_e.$

Получение

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

В России ¹³¹I получают облучением на Ленинградской АЭС в реакторах РБМК. Химическое выделение ¹³¹I из облученного теллура осуществляется в НИФХИ им. Л. Я. Карпова. Объём производства позволяет получить изотоп в количестве, достаточным для выполнения 2…3 тысяч медицинских процедур в неделю.

Иод-131 в окружающей среде

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 для здоровья людей нуклидом, образующимся при делении ядер. Это объясняется следующим:

1. Относительно высоким содержанием 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 Шаблон:Nobr.
3. Высокая летучесть. При любых авариях ядерных реакторов в первую очередь в атмосферу 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 элементовШаблон:Нет АИ.
4. Иод очень подвижен в природной среде и практически не образует нерастворимых соединений.
5. Иод является жизненно важным микроэлементом, и, в то же время, — элементом, концентрация которого в пище и воде невелика. Поэтому все живые организмы выработали в процессе эволюции способность накапливать иод в своем теле.
6. У человека бо́льшая часть иода в организме концентрируется в щитовидной железе, но имеющей небольшую массу по сравнению с массой тела (12—25 г). Поэтому даже относительно небольшое количество радиоактивного йода, поступившего в организм, приводит к высокому локальному облучению щитовидной железы.

Основным источником загрязнения атмосферы радиоактивным иодом являются атомные электростанции и фармакологическое производство.

Радиационные аварии

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

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

Санитарные нормативы по содержанию иода-131

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 Шаблон:Nobr (при удельной активности от Шаблон:Nobr такое решение может приниматься по усмотрению уполномоченного органа).

Для персонала, работающего с источниками радиации, предел годового поступления с воздухом иода-131 составляет Шаблон:Nobr в год (дозовый коэффициент Шаблон:Nobr), а допустимая среднегодовая объёмная активность в воздухе Шаблон:Nobr (это относится ко всем соединениям иода, кроме элементарного иода, для которого установлены ограничения соответственно Шаблон:Nobr в год и Шаблон:Nobr, и метилиода CH₃I — Шаблон:Nobr в год и Шаблон:Nobr). Для критических групп населения (дети в возрасте Шаблон:Nobr) установлены ограничение на поступление иода-131 с воздухом Шаблон:Nobr, допустимая среднегодовая объемная активность в воздухе Шаблон:Nobr, допустимый предел поступления с пищей Шаблон:Nobr; дозовый коэффициент для этой группы населения составляет Шаблон:Nobr при поступлении иода-131 с воздухом и Шаблон:Nobr — при поступлении с пищей.

Для взрослого населения при поступлении иода-131 с водой дозовый коэффициент составляет Шаблон:Nobr, а уровень вмешательства Шаблон:Nobr. Для использования открытого источника I-131 его минимально значимая удельная активность (при превышении которой требуется разрешение органов исполнительной власти) равна Шаблон:Nobr; минимально значимая активность в помещении или на рабочем месте равна Шаблон:Nobr, 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.

Профилактика

Шаблон:See also В случае попадания йода-131 в организм возможно вовлечение его в процесс обмена веществ. При этом йод задержится в организме на длительное время, увеличивая продолжительность облучения. У человека наибольшее накопление йода наблюдается в щитовидной железе. Чтобы минимизировать накопление радиоактивного йода в организме при радиоактивном загрязнении окружающей среды принимают препараты, насыщающие обмен веществ обычным стабильным йодом. Например, препарат йодида калия. При приеме калия йодида одновременно с поступлением радиоактивного йода защитный эффект составляет около 97 %; при приеме за 12 и 24 ч до контакта с радиоактивным загрязнением — 90 % и 70 % соответственно, при приеме через 1 и 3 ч после контакта — 85 % и 50 %, более чем через 6 ч — эффект незначительный.Шаблон:Нет АИ

Применение в медицине

Иод-131, как и некоторые другие радиоактивные изотопы иода (¹²⁵I, ¹³²I) применяются в медицине для диагностики и лечения некоторых заболеваний щитовидной железы:

• Лечение болезней, связанных с гиперфункцией щитовидной железы: гипертиреоз, диффузно-токсического зоба (болезни Грейвса). Чтобы вызвать эутиреоидное состояние при гипертиреозе, вводимая активность ¹³¹I составляет от 185 до 370 МБк.
• Лечение некоторых видов рака щитовидной железы, выявление его метастаз.

Изотоп применяется для диагностики распространения и лучевой терапии нейробластомы, которая также способна накапливать некоторые препараты иода.

В России фармпрепараты на основе ¹³¹I производит Обнинский филиал Научно-исследовательского физико-химического института имени Л. Я. Карпова.

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 Шаблон:Nobr.

Препараты : йобенгуан-131.

См. также

• Изотопы иода
• Щитовидная железа
• Рак щитовидной железы

Ссылки

• Радиоактивный йод
• ANL factsheet
• Patient brochure on radioactive iodine treatment From the American Thyroid Association
• RadiologyInfo — The radiology information resource for patients: Radioiodine (I −131) Therapy
• Case Studies in Environmental Medicine: Radiation Exposure from Iodine 131
• Sensitivity of Personal Homeland Security Radiation Detectors to Medical Radionuclides and Implications for Counseling of Nuclear Medicine Patients
• NLM Hazardous Substances Databank — Iodine, Radioactive