Iod-131

Iod-131

Schema dezintegrarii iodului-131 (simplificată)
Nume, simbol Iod-131,  131 I
Titluri alternative iod radioactiv
Neutroni 78
Proprietățile nuclidelor
Masă atomică 130,9061246(12) [1]  a. mânca.
defect de masă −87 444,4(11) [1]  k eV
Energie de legare specifică (per nucleon) 8422.309(9) [1]  keV
Jumătate de viață 8.02070(11) [2] zile
Produse de degradare 131 Xe
Izotopi parentali 131 Te ( β - )
Spinul și paritatea nucleului 7/2 + [2]
Canal de dezintegrare Energia de dezintegrare
β − 0,9708(6) [1 ]  MeV
Tabelul nuclizilor

Iodul-131 (iod-131, 131 I) este un izotop radioactiv  artificial al iodului . Timpul de înjumătățire este de aproximativ 8 zile, mecanismul de dezintegrare este dezintegrarea beta . Obținut pentru prima dată în 1938 la Berkeley .

Este unul dintre produsele de fisiune semnificative de uraniu , plutoniu și toriu , reprezentând până la 3% din produsele de fisiune nucleară. În timpul testelor nucleare și accidentelor reactoarelor nucleare, este unul dintre principalii poluanți radioactivi de scurtă durată ai mediului natural. Reprezintă un mare pericol de radiații pentru oameni și animale datorită capacității de a se acumula în organism, înlocuind iodul natural.

Este utilizat în medicină pentru terapia cu iod radioactiv a glandei tiroide .

Activitate specifică ~4,6⋅10 15 Bq pe gram.

Formare și dezintegrare

Iodul-131 este un produs fiică al dezintegrarii β - a izotopului 131 Te (timp de înjumătățire al acestuia din urmă este de 25,0(1) [2] min):

La rândul său, telurul-131 se formează în telurul natural atunci când absoarbe neutroni din izotopul natural stabil telurul-130, a cărui concentrație în telurul natural este de 34% la:

131I are un timp de înjumătățire de 8,02 zile și este radioactiv atât beta , cât și gamma . Se dezintegra cu emisia de particule β cu o energie maximă de 0,807 MeV (cele mai probabile canale de dezintegrare beta cu energii maxime de 0,248, 0,334 și 0,606 MeV și probabilități respectiv 2,1%, 7,3% și 89,9%), precum și cu radiații de γ - cuante cu energii de la 0,08 la 0,723 MeV (cea mai caracteristică linie gamma folosită în practică pentru identificarea iodului-131 are o energie de 364,5 keV și este emisă în 82% din dezintegrari) [3] ; electroni de conversie și cuante de raze X sunt, de asemenea, emise . Când 131 I scade , se transformă în 131 Xe stabil :

Obținerea

Principalele cantități de 131 I sunt obținute în reactoare nucleare prin iradierea țintelor de telur cu neutroni termici . Iradierea teluriului natural face posibilă obținerea de iod-131 aproape pur ca singur izotop final cu un timp de înjumătățire mai mare de câteva ore.

În Rusia, 131 I se obține prin iradiere la CNE Leningrad în reactoare RBMK [4] . Izolarea chimică a 131 I din telurul iradiat este efectuată la NIFKhI im. L. Ya. Karpova . Volumul producției face posibilă obținerea unui izotop într-o cantitate suficientă pentru a efectua 2-3 mii de proceduri medicale pe săptămână.

Iodul-131 în mediu

Eliberarea de iod-131 în mediu are loc în principal ca urmare a testelor nucleare și a accidentelor la centralele nucleare . Datorită timpului de înjumătățire scurt, la câteva luni după o astfel de eliberare, conținutul de iod-131 scade sub pragul de sensibilitate al detectorilor.

Iodul-131 este considerat cel mai periculos nuclid pentru sănătatea umană, format în timpul fisiunii nucleare. Acest lucru se explică după cum urmează:

  1. Conținut relativ ridicat de iod-131 printre fragmentele de fisiune (aproximativ 3%).
  2. Timpul de înjumătățire (8 zile), pe de o parte, este suficient de mare pentru ca nuclidul să se răspândească pe suprafețe mari și, pe de altă parte, este suficient de mic pentru a oferi o activitate specifică foarte mare a izotopului - aproximativ 4,5 PBq / g .
  3. Volatilitate ridicată. În orice accident de reactoare nucleare, gazele radioactive inerte scapă mai întâi în atmosferă, apoi iodul. De exemplu, în timpul accidentului de la Cernobîl , 100% din gaze inerte, 20% iod, 10-13% cesiu și doar 2-3% din alte elemente au fost eliberate din reactor. .
  4. Iodul este foarte mobil în mediul natural și practic nu formează compuși insolubili.
  5. Iodul este un microelement vital și, în același timp, un element a cărui concentrație în alimente și apă este scăzută. Prin urmare, toate organismele vii au dezvoltat în procesul de evoluție capacitatea de a acumula iod în corpul lor.
  6. La om, cea mai mare parte a iodului din organism este concentrat în glanda tiroidă, dar având o masă mică în comparație cu greutatea corporală (12-25 g). Prin urmare, chiar și o cantitate relativ mică de iod radioactiv care intră în organism duce la o expunere locală ridicată a glandei tiroide.

Principalele surse de poluare atmosferică cu iod radioactiv sunt centralele nucleare și producția farmacologică [5] .

Accident de radiații

Echivalentul radiologic al activității iod-131 este utilizat pentru a determina nivelul evenimentelor nucleare pe scara INES [6] .

Accidentul de la centrala nucleară Fukushima I din martie 2011 a provocat o creștere semnificativă a conținutului de 131 I în alimente, apă de mare și apă de la robinet în zonele din jurul centralei nucleare . Analiza apei din sistemul de drenaj al centralei a 2-a a arătat conținutul de 131 I, egal cu 300 kBq/cm 3 , care depășește de 7,5 milioane de ori norma stabilită în Japonia în raport cu apa potabilă [7] .

Standarde sanitare pentru conținutul de iod-131

Conform normelor de siguranță împotriva radiațiilor adoptate în Rusia NRB-99/2009 , decizia de a limita consumul de alimente trebuie luată atunci când activitatea specifică a iodului-131 în ele este egală cu 10 kBq/kg (cu o activitate specifică de 1 kBq/kg , o astfel de decizie poate fi luată la discreția organismului autorizat).

Pentru personalul care lucrează cu surse de radiații, limita aportului anual de iod-131 cu aer este de 2,6⋅10 6 Bq pe an (coeficient de doză 7,6⋅10 −9 Sv /Bq ), iar activitatea volumetrică medie anuală admisă în aer este de 1. , 1⋅10 3 Bq/m 3 (acest lucru se aplică tuturor compușilor cu iod, cu excepția iodului elementar, pentru care limitele sunt stabilite, respectiv 1,0⋅10 6 Bq pe an și 4,0⋅10 2 Bq/m 3 , și metil iod CH ). 3 I - 1,3⋅10 6 Bq pe an și 5,3⋅10 2 Bq / m 3 ). Pentru grupurile critice ale populației (copii cu vârsta cuprinsă între 1-2 ani ), o limită a aportului de iod-131 cu aer este de 1,4⋅10 4 Bq/an , activitatea volumetrică medie anuală admisibilă în aer este de 7,3 Bq/m 3 , limita admisibilă de aport cu alimente 5,6⋅10 3 Bq/an ; coeficientul de doză pentru acest grup de populație este de 7,2⋅10 −8 Sv /Bq când iodul-131 este absorbit cu aer și 1,8⋅10 −7 Sv/Bq  când este luat cu alimente.

Pentru populația adultă, când iodul-131 intră cu apă, coeficientul de doză este de 2,2⋅10 −8 Sv/Bq , iar nivelul de intervenție [8] este de 6,2 Bq/l . Pentru a utiliza o sursă deschisă I-131, activitatea sa specifică minimă semnificativă (dacă este depășită, este necesară permisiunea autorităților executive) este de 100 Bq/g ; activitatea minimă semnificativă în încăpere sau la locul de muncă este 1⋅10 6 Bq , motiv pentru care iodul-131 aparține grupei B de radionuclizi din punct de vedere al pericolului de radiații (din patru grupe, de la A la D, grupa A este cel mai periculos).

Odată cu prezența posibilă a iodului-131 în apă (în zonele de observare a obiectelor de radiații din categoriile I și II în ceea ce privește pericolul potențial), determinarea activității sale specifice în apă este obligatorie [9] .

Prevenirea

Dacă iodul-131 intră în organism, acesta poate fi implicat în procesul metabolic. În acest caz, iodul va persista în organism pentru o lungă perioadă de timp, mărind durata expunerii. La om, cea mai mare acumulare de iod se observă în glanda tiroidă. Pentru a minimiza acumularea de iod radioactiv în organism în timpul contaminării radioactive a mediului, se iau medicamente care saturează metabolismul cu iod stabil obișnuit. De exemplu, prepararea de iodură de potasiu . Când luați iodură de potasiu concomitent cu aportul de iod radioactiv, efectul protector este de aproximativ 97%; când se administrează cu 12 și 24 de ore înainte de contactul cu contaminarea radioactivă - 90% și, respectiv, 70%, când se administrează la 1 și 3 ore după contact - 85% și 50%, mai mult de 6 ore - efectul este nesemnificativ.

Aplicații medicale

Iodul-131, ca și alți izotopi radioactivi ai iodului ( 125 I , 132 I) sunt utilizați în medicină pentru diagnosticul și tratamentul anumitor boli tiroidiene [10] [11] :

Izotopul este utilizat pentru a diagnostica răspândirea și terapia cu radiații a neuroblastomului , care este, de asemenea, capabil să acumuleze unele preparate de iod.

În Rusia, preparatele farmaceutice pe bază de 131 I sunt produse de filiala Obninsk a Institutului de Cercetare de Fizică și Chimie L. Ya. Karpov [15] .

Conform standardelor de siguranță împotriva radiațiilor NRB-99/2009 adoptate în Rusia, eliberarea din clinică a unui pacient tratat cu iod-131 este permisă atunci când activitatea totală a acestui nuclid în corpul pacientului scade la un nivel de 0,4 GBq [9] .

Preparate: yobenguan-131 .

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 3 4 Audi G. , Wapstra AH , Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tabele, grafice și referințe  (engleză)  // Fizica nucleară A . - 2003. - Vol. 729 . - P. 337-676 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.003 . - Cod .
  2. ↑ 1 2 3 Audi G. , Bersillon O. , Blachot J. , Wapstra AH Evaluarea NUBASE a proprietăților nucleare și de dezintegrare  // Nuclear Physics A . - 2003. - T. 729 . - S. 3-128 . - doi : 10.1016/j.nuclphysa.2003.11.001 . - Cod biblic .Acces deschis
  3. ↑ Tabelul WWW al izotopilor radioactivi  . — Proprietăți 131 I. Consultat: 27 martie 2011.
  4. ↑ CNE Leningrad a început producția unui nou izotop necesar pentru tratamentul cancerului (link inaccesibil) . Preluat la 16 iulie 2017. Arhivat din original la 11 iulie 2017. 
  5. ↑ Iod radioactiv găsit în aer deasupra Germaniei , Germania.one . Arhivat din original pe 2 martie 2017. Preluat la 1 martie 2017.
  6. ↑ Ghidul utilizatorului INES la scara internațională a evenimentelor nucleare și radiologice . - Viena: AIEA , 2010. - 235 p.
  7. ↑ Școli japoneze care caută radiații . dni.ru. _ Consultat la 5 aprilie 2011. Arhivat din original pe 10 aprilie 2011.
  8. ↑ Nivel de intervenție - activitate specifică sub care nu sunt necesare măsuri speciale de limitare a consumului.
  9. ↑ 1 2 „Standarde privind siguranța radiațiilor (NRB-99/2009). Reguli și reglementări sanitare SanPin 2.6.1.2523-09” Arhivat 24 martie 2012 la Wayback Machine .
  10. ↑ Ksenzenko V.I., Stasinevich D.S. Iodul // Enciclopedia chimică  : în 5 volume / Cap. ed. I. L. Knunyants . - M .: Enciclopedia Sovietică , 1990. - T. 2: Duff - Medi. - S. 251-252. — 671 p. — 100.000 de exemplare.  — ISBN 5-85270-035-5 .
  11. ↑ Tratament cu iod radioactiv . Consultat la 15 octombrie 2017. Arhivat din original la 1 octombrie 2017.
  12. ↑ Tirotoxicoza: tratament cu iod radioactiv . Consultat la 15 octombrie 2017. Arhivat din original la 15 octombrie 2017.
  13. ↑ Terapia cu iod radioactiv - tratament cu iod radioactiv . Consultat la 15 octombrie 2017. Arhivat din original la 15 octombrie 2017.
  14. ↑ Moskalev Yu. I. Radiobiologia radionuclidelor incorporate. - M . : Enegroatomizdat, 1989. - S. 207.
  15. ↑ Filiala Obninsk a NIFHI-le. L. Ya. Karpova sărbătorește 50 de ani de la lansarea reactorului . Consultat la 15 octombrie 2017. Arhivat din original la 15 octombrie 2017.

Link -uri