Jod-131

Jod-131

Schema för sönderfallet av jod-131 (förenklat)
Namn, symbol Jod-131,  131 I
Alternativa titlar radiojod
Neutroner 78
Nuklidegenskaper
Atomisk massa 130.9061246(12) [1]  a. äta.
massdefekt −87 444,4(11) [1]  k eV
Specifik bindningsenergi (per nukleon) 8422.309(9) [1]  keV
Halva livet 8.02070(11) [2] dagar
Förfall produkter 131 Xe
Föräldraisotoper 131 Te ( β - )
Spinn och paritet av kärnan 7/2 + [2]
Decay kanal Förfallande energi
β − 0,9708(6) [1 ]  MeV
Tabell över nuklider

Jod-131 (jod-131, 131 I)  är en artificiell radioaktiv isotop av jod . Halveringstiden är cirka 8 dagar, sönderfallsmekanismen är beta-sönderfall . Erhölls först 1938 i Berkeley .

Det är en av de betydande klyvningsprodukterna av uran , plutonium och torium , och står för upp till 3 % av kärnklyvningsprodukterna. Under kärntekniska tester och olyckor med kärnreaktorer är det en av de viktigaste kortlivade radioaktiva föroreningarna i den naturliga miljön. Det utgör en stor strålningsrisk för människor och djur på grund av förmågan att ackumuleras i kroppen och ersätter naturligt jod.

Det används inom medicin för radiojodbehandling av sköldkörteln .

Specifik aktivitet ~4,6⋅10 15 Bq per gram.

Bildning och förfall

Jod-131 är en dotterprodukt av β −- sönderfallet av 131 Te -isotopen (halveringstiden för den senare är 25,0(1) [2] min):

I sin tur bildas tellur-131 i naturligt tellur när det absorberar neutroner från den stabila naturliga isotopen tellur-130, vars koncentration i naturligt tellur är 34 % vid.:

131I har en halveringstid på 8,02 dagar och är både beta- och gammaradioaktivt . Den sönderfaller med emission av β -partiklar med en maximal energi på 0,807 MeV (de mest sannolika beta-avklingningskanalerna med maximala energier på 0,248, 0,334 och 0,606 MeV och sannolikheter 2,1%, 7,3% respektive 89,9%), samt 89,9%. med strålning av γ - kvanta med energier från 0,08 till 0,723 MeV (den mest karakteristiska gammalinjen som används i praktiken för att identifiera jod-131 har en energi på 364,5 keV och sänds ut i 82 % av sönderfallen) [3] ; omvandlingselektroner och röntgenkvanta emitteras också . När 131 I förfaller , förvandlas den till stabil 131 Xe :

Får

Huvudmängderna 131 I erhålls i kärnreaktorer genom att bestråla tellurmål med termiska neutroner . Bestrålning av naturligt tellur gör det möjligt att erhålla nästan ren jod-131 som den enda slutliga isotopen med en halveringstid på mer än några timmar.

I Ryssland erhålls 131 I genom bestrålning vid Leningrad kärnkraftverk i RBMK-reaktorer [4] . Kemisk isolering av 131I från bestrålat tellur utförs vid NIFKhI im. L. Ya. Karpova . Produktionsvolymen gör det möjligt att erhålla en isotop i en mängd som är tillräcklig för att utföra 2-3 tusen medicinska procedurer per vecka.

Jod-131 i miljön

Utsläpp av jod-131 i miljön sker främst som ett resultat av kärnvapenprov och olyckor vid kärnkraftverk . På grund av den korta halveringstiden, några månader efter en sådan frisättning, faller innehållet av jod-131 under detektorernas känslighetströskel.

Jod-131 anses vara den farligaste nukliden för människors hälsa, bildad under kärnklyvning. Detta förklaras enligt följande:

  1. Relativt hög halt av jod-131 bland fissionsfragment (ca 3%).
  2. Halveringstiden (8 dagar) är å ena sidan tillräckligt stor för att nukliden ska spridas över stora ytor, och å andra sidan är den tillräckligt liten för att ge en mycket hög specifik aktivitet hos isotopen - cirka 4,5 PBq / g .
  3. Hög volatilitet. Vid alla olyckor med kärnreaktorer kommer inerta radioaktiva gaser först och främst ut i atmosfären, sedan jod. Till exempel, under Tjernobylolyckan släpptes 100% av inerta gaser, 20% av jod, 10-13% av cesium och endast 2-3% av andra element från reaktorn. .
  4. Jod är mycket rörligt i den naturliga miljön och bildar praktiskt taget inga olösliga föreningar.
  5. Jod är ett viktigt mikroelement , och samtidigt ett grundämne vars koncentration i mat och vatten är låg. Därför har alla levande organismer under evolutionsprocessen utvecklat förmågan att ackumulera jod i sin kropp.
  6. Hos människor är det mesta av jodet i kroppen koncentrerat i sköldkörteln, men har en liten massa jämfört med kroppsvikten (12-25 g). Därför leder även en relativt liten mängd radioaktivt jod som kommer in i kroppen till hög lokal exponering av sköldkörteln.

De huvudsakliga källorna till luftföroreningar med radioaktivt jod är kärnkraftverk och farmakologisk produktion [5] .

Strålningsolyckor

Den radiologiska ekvivalenten av jod-131-aktivitet används för att bestämma nivån av nukleära händelser på INES-skalan [6] .

Olyckan vid kärnkraftverket Fukushima I i mars 2011 orsakade en betydande ökning av innehållet av 131 I i mat, hav och kranvatten i områdena runt kärnkraftverket . Analysen av vatten i dräneringssystemet för den andra kraftenheten visade innehållet av 131 I, lika med 300 kBq/cm 3 , vilket överstiger den norm som fastställts i Japan i förhållande till dricksvatten med 7,5 miljoner gånger [7] .

Sanitära standarder för innehållet av jod-131

Enligt normerna för strålsäkerhet som antogs i Ryssland NRB-99/2009 måste beslutet att begränsa konsumtionen av mat fattas när den specifika aktiviteten av jod-131 i dem är lika med 10 kBq / kg (med en specifik aktivitet av 1 kBq / kg , ett sådant beslut kan fattas av det auktoriserade organet).

För personal som arbetar med strålningskällor är gränsen för årligt intag av jod-131 med luft 2,6⋅10 6 Bq per år ( doskoefficient 7,6⋅10 −9 Sv /Bq ), och den tillåtna genomsnittliga årliga volymetriska aktiviteten i luft är 1 , 1⋅10 3 Bq/m 3 (detta gäller alla jodföreningar, förutom elementärt jod, för vilka gränsvärdena är satta till 1,0⋅10 6 Bq per år respektive 4,0⋅10 2 Bq/m 3 , och metyljod CH 3 I - 1,3⋅10 6 Bq per år och 5,3⋅10 2 Bq / m 3 ). För kritiska grupper av befolkningen (barn i åldern 1-2 år ) är gränsen för intaget av jod-131 med luft 1,4⋅10 4 Bq/år , den tillåtna genomsnittliga årliga volymetriska aktiviteten i luften är 7,3 Bq/m 3 , den tillåtna gränsen för intag med mat 5,6⋅10 3 Bq/år ; doskoefficienten för denna befolkningsgrupp är 7,2⋅10 −8 Sv /Bq när jod-131 tas in med luft och 1,8⋅10 −7 Sv/Bq  när det tas med mat.

För den vuxna befolkningen, när jod-131 kommer in med vatten, är doskoefficienten 2,2⋅10 −8 Sv/Bq , och interventionsnivån [8] är 6,2 Bq/l . För att använda en öppen källkod I-131 är dess minsta signifikanta specifika aktivitet (om den överskrids krävs tillstånd från de verkställande myndigheterna) 100 Bq/g ; den minsta signifikanta aktiviteten i rummet eller på arbetsplatsen är 1⋅10 6 Bq , vilket är anledningen till att jod-131 tillhör grupp B av radionuklider vad gäller strålningsrisk (av fyra grupper, från A till D, är grupp A Farligaste).

Med den möjliga närvaron av jod-131 i vatten (i observationszonerna av strålningsobjekt i kategori I och II vad gäller potentiell fara), är bestämningen av dess specifika aktivitet i vatten obligatoriskt [9] .

Förebyggande

Om jod-131 kommer in i kroppen kan det vara inblandat i den metaboliska processen. I det här fallet kommer jod att ligga kvar i kroppen under lång tid, vilket ökar exponeringens varaktighet. Hos människor observeras den största ansamlingen av jod i sköldkörteln. För att minimera ansamlingen av radioaktivt jod i kroppen vid radioaktiv kontaminering av miljön tas läkemedel som mättar ämnesomsättningen med vanligt stabilt jod. Till exempel framställning av kaliumjodid . När man tar kaliumjodid samtidigt med intag av radioaktivt jod är den skyddande effekten cirka 97%; när det tas 12 och 24 timmar före kontakt med radioaktiv kontaminering - 90% respektive 70%, när det tas 1 och 3 timmar efter kontakt - 85% och 50%, mer än 6 timmar - är effekten obetydlig.

Medicinska applikationer

Jod-131, liksom vissa andra radioaktiva isotoper av jod ( 125 I , 132 I) används inom medicin för diagnos och behandling av vissa sköldkörtelsjukdomar [10] [11] :

Isotopen används för att diagnostisera spridning och strålbehandling av neuroblastom , som också kan ackumulera vissa jodpreparat.

I Ryssland produceras farmaceutiska preparat baserade på 131 I av Obninsk-grenen av L. Ya. Karpov Research Institute of Physics and Chemistry [15] .

Enligt strålsäkerhetsstandarderna NRB-99/2009 som antagits i Ryssland är utskrivning från kliniken av en patient som behandlats med jod-131 tillåten när den totala aktiviteten av denna nuklid i patientens kropp minskar till en nivå av 0,4 GBq [9] .

Förberedelser: yobenguan-131 .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 3 4 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tabeller, grafer och referenser  (engelska)  // Kärnfysik A . - 2003. - Vol. 729 . - s. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - .
  2. ↑ 1 2 3 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH NUBASE-utvärderingen av kärn- och sönderfallsegenskaper  // Kärnfysik A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .Fri tillgång
  3. ↑ WWW Tabell över radioaktiva isotoper  . — Fastigheter 131 I. Hämtad: 27 mars 2011.
  4. ↑ Leningrad NPP började producera en ny isotop som är nödvändig för behandling av cancer (otillgänglig länk) . Hämtad 16 juli 2017. Arkiverad från originalet 11 juli 2017. 
  5. ↑ Radioaktivt jod som finns i luften över Tyskland , Germania.one . Arkiverad från originalet den 2 mars 2017. Hämtad 1 mars 2017.
  6. ↑ INES-användarguide till den internationella nukleära och radiologiska händelseskalan . - Wien: IAEA , 2010. - 235 sid.
  7. ↑ Japanska skolor som söker efter strålning . dni.ru. _ Hämtad 5 april 2011. Arkiverad från originalet 10 april 2011.
  8. ↑ Insatsnivå - specifik aktivitet under vilken inga särskilda åtgärder för att begränsa konsumtionen krävs.
  9. ↑ 1 2 "Strålningssäkerhetsstandarder (NRB-99/2009). Sanitära regler och föreskrifter SanPin 2.6.1.2523-09” Arkiverad 24 mars 2012 på Wayback Machine .
  10. ↑ Ksenzenko V.I., Stasinevich D.S. Jod // Chemical Encyclopedia  : i 5 volymer / Kap. ed. I. L. Knunyants . - M .: Soviet Encyclopedia , 1990. - T. 2: Duff - Medi. - S. 251-252. — 671 sid. — 100 000 exemplar.  — ISBN 5-85270-035-5 .
  11. ↑ Behandling med radioaktivt jod . Hämtad 15 oktober 2017. Arkiverad från originalet 1 oktober 2017.
  12. ↑ Tyreotoxikos: behandling med radioaktivt jod . Hämtad 15 oktober 2017. Arkiverad från originalet 15 oktober 2017.
  13. ↑ Radiojodterapi - behandling med radioaktivt jod . Hämtad 15 oktober 2017. Arkiverad från originalet 15 oktober 2017.
  14. ↑ Moskalev Yu. I. Radiobiologi av inkorporerade radionuklider. - M . : Enegroatomizdat, 1989. - S. 207.
  15. ↑ Obninsk gren av NIFHI dem. L. Ya. Karpova firar 50 år sedan reaktorns lansering . Hämtad 15 oktober 2017. Arkiverad från originalet 15 oktober 2017.

Länkar