Jod-131

Jod-131

Skema for henfaldet af jod-131 (forenklet)
Navn, symbol Jod-131,  131 I
Alternative titler radioaktivt jod
Neutroner 78
Nuklidegenskaber
Atommasse 130.9061246(12) [1]  a. spise.
massefejl −87 444,4(11) [1]  k eV
Specifik bindingsenergi (pr. nukleon) 8422.309(9) [1]  keV
Halvt liv 8.02070(11) [2] dage
Forfaldsprodukter 131 Xe
Forældreisotoper 131 Te ( β - )
Spin og paritet af kernen 7/2 + [2]
Decay kanal Nedbrydningsenergi
β - 0,9708(6) [1 ]  MeV
Tabel over nuklider

Jod-131 (jod-131, 131 I)  er en kunstig radioaktiv isotop af jod . Halveringstiden er omkring 8 dage, henfaldsmekanismen er beta-henfald . Først erhvervet i 1938 i Berkeley .

Det er et af de betydelige fissionsprodukter af uran , plutonium og thorium , der tegner sig for op til 3% af nukleare fissionsprodukter. Under nukleare forsøg og ulykker med atomreaktorer er det en af ​​de vigtigste kortlivede radioaktive forurenende stoffer i det naturlige miljø. Det udgør en stor strålingsfare for mennesker og dyr på grund af evnen til at akkumulere i kroppen og erstatte naturligt jod.

Det bruges i medicin til radiojodbehandling af skjoldbruskkirtlen .

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

Dannelse og forfald

Jod-131 er et datterprodukt af β − henfaldet af 131 Te isotopen (halveringstiden for sidstnævnte er 25,0(1) [2] min):

Til gengæld dannes tellur-131 i naturligt tellur, når det absorberer neutroner fra den stabile naturlige isotop tellur-130, hvis koncentration i naturligt tellur er 34 % ved.:

131I har en halveringstid på 8,02 dage og er både beta- og gammaradioaktiv . Det henfalder med emissionen af ​​β- partikler med en maksimal energi på 0,807 MeV (de mest sandsynlige beta-henfaldskanaler med maksimale energier på 0,248, 0,334 og 0,606 MeV og sandsynligheder henholdsvis 2,1 %, 7,3 % og 89,9 %), samt 89,9 %. med stråling af γ - kvanter med energier fra 0,08 til 0,723 MeV (den mest karakteristiske gammalinje, der i praksis bruges til at identificere jod-131 har en energi på 364,5 keV og udsendes i 82 % af henfaldene) [3] ; konverteringselektroner og røntgenkvanter udsendes også . Når 131 I henfalder , bliver den til stabil 131 Xe :

Henter

Hovedmængderne af 131 I opnås i atomreaktorer ved at bestråle tellurmål med termiske neutroner . Bestråling af naturligt tellur gør det muligt at opnå næsten ren jod-131 som den eneste endelige isotop med en halveringstid på mere end et par timer.

I Rusland opnås 131 I ved bestråling ved Leningrad NPP i RBMK-reaktorer [4] . Kemisk isolering af 131 I fra bestrålet tellur udføres ved NIFKhI im. L. Ya. Karpova . Produktionsmængden gør det muligt at opnå en isotop i en mængde, der er tilstrækkelig til at udføre 2-3 tusinde medicinske procedurer om ugen.

Jod-131 i miljøet

Frigivelsen af ​​jod-131 til miljøet sker hovedsageligt som følge af nukleare forsøg og ulykker på atomkraftværker . På grund af den korte halveringstid falder indholdet af jod-131 få måneder efter en sådan frigivelse under detektorernes følsomhedstærskel.

Jod-131 betragtes som det farligste nuklid for menneskers sundhed, dannet under nuklear fission. Dette er forklaret som følger:

  1. Relativt højt indhold af jod-131 blandt fissionsfragmenter (ca. 3%).
  2. Halveringstiden (8 dage) er på den ene side stor nok til, at nuklidet kan spredes over store områder, og på den anden side er den lille nok til at give en meget høj specifik aktivitet af isotopen - omkring 4,5 PBq /g .
  3. Høj volatilitet. Ved enhver ulykke med atomreaktorer undslipper inaktive radioaktive gasser først og fremmest ud i atmosfæren, derefter jod. For eksempel blev 100% af inerte gasser, 20% jod, 10-13% cæsium og kun 2-3% af andre grundstoffer frigivet fra reaktoren under Tjernobyl-ulykken . .
  4. Jod er meget mobilt i det naturlige miljø og danner praktisk talt ikke uopløselige forbindelser.
  5. Jod er et vigtigt mikroelement , og samtidig et grundstof, hvis koncentration i mad og vand er lav. Derfor har alle levende organismer i evolutionsprocessen udviklet evnen til at akkumulere jod i deres krop.
  6. Hos mennesker er det meste af jodet i kroppen koncentreret i skjoldbruskkirtlen, men har en lille masse sammenlignet med kropsvægten (12-25 g). Derfor fører selv en relativt lille mængde radioaktivt jod, der kommer ind i kroppen, til høj lokal eksponering af skjoldbruskkirtlen.

De vigtigste kilder til atmosfærisk forurening med radioaktivt jod er atomkraftværker og farmakologisk produktion [5] .

Strålingsulykker

Den radiologiske ækvivalent af jod-131-aktivitet bruges til at bestemme niveauet af nukleare hændelser på INES-skalaen [6] .

Ulykken på Fukushima I-atomkraftværket i marts 2011 forårsagede en betydelig stigning i indholdet af 131 I i fødevarer, hav og postevand i områderne omkring atomkraftværket . Analysen af ​​vand i afløbssystemet i den 2. kraftenhed viste indholdet af 131 I, svarende til 300 kBq/cm 3 , hvilket overstiger normen fastsat i Japan i forhold til drikkevand med 7,5 millioner gange [7] .

Sanitære standarder for indholdet af jod-131

I henhold til normerne for strålingssikkerhed vedtaget i Rusland NRB-99/2009 skal beslutningen om at begrænse forbruget af fødevarer træffes, når den specifikke aktivitet af jod-131 i dem er lig med 10 kBq / kg (med en specifik aktivitet på 1 kBq / kg , kan en sådan beslutning træffes efter det autoriserede organs skøn).

For personale, der arbejder med strålingskilder, er grænsen for årligt indtag af jod-131 med luft 2,6⋅10 6 Bq pr. år (dosiskoefficient 7,6⋅10 −9 Sv /Bq ), og den tilladte gennemsnitlige årlige volumetriske aktivitet i luft er 1 , 1⋅10 3 Bq/m 3 (dette gælder for alle jodforbindelser undtagen elementært jod, for hvilke grænserne er fastsat henholdsvis 1,0⋅10 6 Bq pr. år og 4,0⋅10 2 Bq/m 3 , og methyljod CH 3 I - 1,3⋅10 6 Bq pr. år og 5,3⋅10 2 Bq/m 3 ). For kritiske grupper af befolkningen (børn i alderen 1-2 år ) er en grænse for indtagelse af jod-131 med luft 1,4⋅10 4 Bq/år , den tilladte gennemsnitlige årlige volumetriske aktivitet i luften er 7,3 Bq/m 3 , den tilladte indtagelsesgrænse med mad 5,6⋅10 3 Bq/år ; dosiskoefficienten for denne befolkningsgruppe er 7,2⋅10 −8 Sv /Bq , når jod-131 indtages med luft og 1,8⋅10 −7 Sv/Bq  , når det tages sammen med mad.

For den voksne befolkning, når jod-131 kommer ind med vand, er dosiskoefficienten 2,2⋅10 −8 Sv/Bq , og interventionsniveauet [8] er 6,2 Bq/l . For at bruge en open source I-131 er dens mindste væsentlige specifikke aktivitet (hvis den overskrides, kræves tilladelse fra de udøvende myndigheder) 100 Bq/g ; den minimale signifikante aktivitet i rummet eller på arbejdspladsen er 1⋅10 6 Bq , hvilket er grunden til, at jod-131 hører til gruppe B af radionuklider med hensyn til strålingsfare (ud af fire grupper, fra A til D, er gruppe A farligste).

Med den mulige tilstedeværelse af jod-131 i vand (i observationszonerne af strålingsobjekter i kategori I og II med hensyn til potentiel fare), er bestemmelsen af ​​dets specifikke aktivitet i vand obligatorisk [9] .

Forebyggelse

Hvis jod-131 kommer ind i kroppen, kan det være involveret i den metaboliske proces. I dette tilfælde vil jod blive hængende i kroppen i lang tid, hvilket øger eksponeringens varighed. Hos mennesker observeres den største ophobning af jod i skjoldbruskkirtlen. For at minimere ophobningen af ​​radioaktivt jod i kroppen under radioaktiv forurening af miljøet, tages lægemidler, der mætter stofskiftet med almindeligt stabilt jod. For eksempel fremstilling af kaliumiodid . Når man tager kaliumiodid samtidig med indtagelse af radioaktivt jod, er den beskyttende effekt omkring 97%; ved indtagelse 12 og 24 timer før kontakt med radioaktiv forurening - henholdsvis 90% og 70%, ved indtagelse 1 og 3 timer efter kontakt - 85% og 50%, mere end 6 timer - er effekten ubetydelig.

Medicinske applikationer

Jod-131, ligesom nogle andre radioaktive isotoper af jod ( 125 I , 132 I) bruges i medicin til diagnosticering og behandling af visse skjoldbruskkirtelsygdomme [10] [11] :

Isotopen bruges til at diagnosticere spredning og strålebehandling af neuroblastom , som også er i stand til at akkumulere nogle jodpræparater.

I Rusland produceres farmaceutiske præparater baseret på 131 I af Obninsk-afdelingen af ​​L. Ya. Karpov Research Institute of Physics and Chemistry [15] .

I henhold til strålingssikkerhedsstandarderne NRB-99/2009 , der er vedtaget i Rusland, er udskrivning fra klinikken af ​​en patient behandlet med jod-131 tilladt, når den samlede aktivitet af dette nuklid i patientens krop falder til et niveau på 0,4 GBq [9] .

Forberedelser: yobenguan-131 .

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. AME2003-atommasseevalueringen (II). Tabeller, grafer og referencer  (engelsk)  // Kernefysik A . - 2003. - Bd. 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-evalueringen af ​​nukleare og henfaldsegenskaber  // Nuclear Physics A. - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - .Åben adgang
  3. ↑ WWW Tabel over radioaktive isotoper  . — Ejendomme 131 I. Hentet: 27. marts 2011.
  4. ↑ Leningrad NPP begyndte produktionen af ​​en ny isotop nødvendig til behandling af kræft (utilgængeligt link) . Hentet 16. juli 2017. Arkiveret fra originalen 11. juli 2017. 
  5. ↑ Radioaktivt jod fundet i luften over Tyskland , Germania.one . Arkiveret fra originalen den 2. marts 2017. Hentet 1. marts 2017.
  6. ↑ INES Brugervejledning til International Nuclear and Radiological Event Scale . - Wien: IAEA , 2010. - 235 s.
  7. ↑ Japanske skoler på udkig efter stråling . dni.ru. _ Hentet 5. april 2011. Arkiveret fra originalen 10. april 2011.
  8. ↑ Interventionsniveau - specifik aktivitet, under hvilken der ikke kræves særlige foranstaltninger til at begrænse forbruget.
  9. ↑ 1 2 "Strålingssikkerhedsstandarder (NRB-99/2009). Sanitære regler og bestemmelser SanPin 2.6.1.2523-09” Arkiveret 24. marts 2012 på Wayback Machine .
  10. ↑ Ksenzenko V.I., Stasinevich D.S. Jod // Chemical Encyclopedia  : i 5 bind / Kap. udg. I. L. Knunyants . - M .: Soviet Encyclopedia , 1990. - T. 2: Duff - Medi. - S. 251-252. — 671 s. — 100.000 eksemplarer.  — ISBN 5-85270-035-5 .
  11. ↑ Behandling med radioaktivt jod . Hentet 15. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 1. oktober 2017.
  12. ↑ Thyrotoksikose: behandling med radioaktivt jod . Hentet 15. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. oktober 2017.
  13. ↑ Radiojodterapi - behandling med radioaktivt jod . Hentet 15. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. oktober 2017.
  14. ↑ Moskalev Yu. I. Radiobiologi af inkorporerede radionuklider. - M . : Enegroatomizdat, 1989. - S. 207.
  15. ↑ Obninsk afdeling af NIFHI dem. L. Ya. Karpova fejrer 50 år siden lanceringen af ​​reaktoren . Hentet 15. oktober 2017. Arkiveret fra originalen 15. oktober 2017.

Links