방사성 요오드 또는 오히려 질량수 131의 반감기가 8.02일인 요오드의 방사성(베타 및 감마선) 동위원소 중 하나입니다. 요오드-131은 주로 원자력 발전소 사고 중에 방출되는 우라늄과 플루토늄 핵의 핵분열 생성물(최대 3%)로 알려져 있습니다.
방사성요오드 획득. 그거 어디서 났어
동위원소 요오드-131은 자연에서는 발생하지 않습니다. 그 모습은 원자로뿐만 아니라 의약품 생산 작업에만 관련됩니다. 핵실험이나 방사능 재해 중에도 방출됩니다. 이로 인해 일본의 바다와 수돗물은 물론 식품의 요오드 동위원소 함량이 증가했습니다. 특수 필터의 사용은 동위원소의 확산을 줄이는 데 도움이 되었을 뿐만 아니라 파괴된 원자력 발전소 시설에서 발생할 수 있는 도발을 예방하는 데도 도움이 되었습니다. 러시아의 유사한 필터는 STC Faraday 회사에서 생산됩니다.
원자로 내 열 표적에 열중성자를 조사하면 함량이 높은 요오드-131을 얻을 수 있습니다.
요오드-131의 특성. 피해
8.02일의 방사성 요오드 반감기는 한편으로는 요오드-131의 활성을 높이지는 않지만, 다른 한편으로는 넓은 지역으로 퍼질 수 있게 해줍니다. 이는 또한 동위원소의 높은 휘발성으로 인해 촉진됩니다. 따라서 요오드-131의 약 20%가 원자로 밖으로 배출되었습니다. 비교하자면, 세슘-137은 약 10%, 스트론튬-90은 2%입니다.
요오드-131은 불용성 화합물을 거의 생성하지 않으며 이는 분배에도 도움이 됩니다.
요오드 자체는 결핍된 원소이고 사람과 동물의 유기체는 요오드를 체내에 농축하는 법을 배웠습니다. 이는 건강에 유익하지 않은 방사성 요오드에도 동일하게 적용됩니다.
인간에 대한 요오드-131의 위험성에 대해 이야기한다면 주로 갑상선에 대해 이야기하는 것입니다. 갑상선은 일반 요오드와 방사성 요오드를 구별하지 않습니다. 그리고 12-25g의 질량으로 소량의 방사성 요오드라도 장기에 방사선을 조사합니다.
요오드-131은 4.6·10 15 Bq/gram의 활성으로 돌연변이와 세포 사멸을 유발합니다.
요오드-131. 혜택. 애플리케이션. 치료
의학에서는 요오드-131 동위원소, 요오드-125, 요오드-132가 갑상선 문제, 특히 그레이브스병을 진단하고 치료하는 데 사용됩니다.
요오드-131이 붕괴하면 비행 속도가 빠른 베타 입자가 나타납니다. 최대 2mm 거리에서 생물학적 조직을 관통하여 세포 사멸을 일으킬 수 있습니다. 감염된 세포가 죽으면 치료 효과가 나타납니다.
요오드-131은 인체의 대사 과정을 나타내는 지표로도 사용됩니다.
유럽에서 방사성 요오드 131 방출
2017년 2월 21일, 뉴스 보도에 따르면 노르웨이에서 스페인까지 12개 이상의 국가에 있는 유럽 관측소에서 대기 중 요오드-131의 수준이 몇 주 동안 기준을 초과하는 것으로 나타났습니다. 동위원소의 출처에 대한 추측이 이루어졌습니다.
요오드-131 - 반감기가 8.04일인 방사성 핵종, 베타 및 감마 방출체. 높은 휘발성으로 인해 원자로에 존재하는 거의 모든 요오드-131(7.3MCi)이 대기 중으로 방출되었습니다. 그 생물학적 효과는 갑상선 기능과 관련이 있습니다. 호르몬인 티록신과 트리요오드티로야닌에는 요오드 원자가 포함되어 있습니다. 따라서 일반적으로 갑상선은 체내로 들어오는 요오드의 약 50%를 흡수합니다.당연히 철분은 요오드의 방사성 동위원소와 안정한 동위원소를 구별하지 못합니다. . 어린이의 갑상선은 몸에 들어오는 방사성 요오드를 흡수하는 데 3배 더 활동적입니다.또한 요오드-131은 태반을 쉽게 통과하여 태아샘에 축적됩니다.
갑상선에 요오드-131이 다량 축적되면 갑상선 기능 장애가 발생합니다. 악성 조직 변성의 위험도 증가합니다. 어린이에게 갑상선 기능 저하증이 발생할 위험이 있는 최소 복용량은 300rad, 성인의 경우 3400rad입니다. 갑상선 종양이 발생할 위험이 있는 최소 용량은 10-100rad 범위입니다. 위험은 1200-1500rad의 선량에서 가장 높습니다. 여성의 경우 종양 발생 위험이 남성보다 4배 더 높으며, 어린이의 경우 성인보다 3~4배 더 높습니다.
흡수 정도와 속도, 기관 내 방사성 핵종 축적, 신체에서 배설 속도는 연령, 성별, 식단 내 안정 요오드 함량 및 기타 요인에 따라 달라집니다. 따라서 같은 양의 방사성 요오드가 체내에 유입되면 흡수선량이 크게 달라집니다. 특히 기관의 작은 크기와 관련된 어린이의 갑상선에서는 많은 양이 형성되며 성인의 갑상선 조사량보다 2-10배 더 높을 수 있습니다.
안정요오드 제제를 복용하면 방사성 요오드가 갑상선으로 유입되는 것을 효과적으로 예방할 수 있습니다. 이 경우 샘은 요오드로 완전히 포화되어 몸에 들어간 방사성 동위원소를 거부합니다. 131I를 단회 복용한 후 6시간이 지나도 안정요오드를 복용하면 갑상선에 대한 잠재적 복용량을 약 절반으로 줄일 수 있지만, 요오드 예방요법을 하루 지연하면 효과가 작아집니다.
요오드-131이 인체에 유입되는 것은 주로 흡입, 즉 두 가지 방식으로 발생할 수 있습니다. 폐를 통해, 그리고 섭취된 우유와 잎채소를 통해 경구로 섭취됩니다.
수명이 긴 동위원소의 유효 반감기는 주로 생물학적 반감기에 의해 결정되고, 수명이 짧은 동위원소의 유효 반감기는 반감기에 의해 결정됩니다. 생물학적 반감기는 몇 시간(크립톤, 크세논, 라돈)에서 몇 년(스칸듐, 이트륨, 지르코늄, 악티늄)까지 다양합니다. 유효 반감기는 수 시간(나트륨-24, 구리-64), 일(요오드-131, 인-23, 황-35), 수십 년(라듐-226, 스트론튬-90)까지 다양합니다.
전체 유기체에서 요오드-131의 생물학적 반감기는 138일, 갑상선 - 138, 간 - 7, 비장 - 7, 골격 - 12일입니다.
장기적인 결과는 갑상선암입니다.
요오드-131(요오드-131, 131I)- 요오드의 인공 방사성 동위원소. 반감기는 약 8일이며 붕괴 메커니즘은 베타 붕괴입니다. 1938년 버클리에서 처음 획득했습니다.
이는 우라늄, 플루토늄 및 토륨 핵의 중요한 핵분열 생성물 중 하나이며 핵분열 생성물의 최대 3%를 차지합니다. 핵실험이나 원자로 사고 시 자연환경의 주요 단기 방사성 오염물질 중 하나입니다. 체내에 축적되어 천연 요오드를 대체할 수 있기 때문에 인간과 동물에게 큰 방사선 위험을 초래합니다.
52131 Te → 53131 I + e − + ν ̅ e . (\displaystyle \mathrm (()_(52)^(131)Te) \rightarrow \mathrm (()_(53)^(131)I) +e^(-)+(\bar (\nu )) _(이자형).)차례로, 텔루르-131은 안정한 천연 동위원소인 텔루르-130에서 중성자를 흡수할 때 천연 텔루르에서 형성되며, 천연 텔루르의 농도는 34at.%입니다.
52 130 T e + n → 52 131 T e . (\displaystyle \mathrm (()_(52)^(130)Te) +n\rightarrow \mathrm (()_(52)^(131)Te) .) 53131 I → 54131 Xe + e − + ν ̅ e . (\displaystyle \mathrm (^(131)_(53)I) \rightarrow \mathrm (^(131)_(54)Xe) +e^(-)+(\bar (\nu ))_(e) .)영수증
131 I의 주요 양은 원자로에서 텔루륨 표적에 열 중성자를 조사하여 얻습니다. 천연 텔루르에 방사선을 조사하면 반감기가 몇 시간 이상인 유일한 최종 동위원소인 거의 순수한 요오드-131이 생성됩니다.
러시아에서는 RBMK 원자로의 레닌그라드 원자력 발전소에서 방사선 조사를 통해 131 I이 생산됩니다. 조사된 텔루르로부터 131 I의 화학적 분리가 수행됩니다. 생산량을 통해 매주 2~3,000회의 의료 시술을 수행하기에 충분한 양의 동위원소를 얻을 수 있습니다.
환경 내 요오드-131
요오드-131이 환경으로 방출되는 것은 주로 원자력 발전소에서의 핵실험과 사고의 결과로 발생합니다. 짧은 반감기로 인해 요오드-131의 함량은 방출된 지 몇 달이 지나면 검출기의 감도 임계값 아래로 떨어집니다.
요오드-131은 핵분열 중에 형성되어 인체 건강에 가장 위험한 핵종으로 간주됩니다. 이는 다음과 같이 설명됩니다.
- 핵분열 파편 중 요오드-131의 함량이 상대적으로 높습니다(약 3%).
- 반감기(8일)는 한편으로는 핵종이 넓은 지역으로 확산될 만큼 충분히 길고, 다른 한편으로는 동위원소의 매우 높은 특정 활성을 보장할 만큼 충분히 작습니다. 4.5PBq/g.
- 높은 변동성. 원자로 사고가 발생하면 불활성 방사성 가스가 먼저 대기로 빠져나간 다음 요오드가 배출됩니다. 예를 들어 체르노빌 사고 당시 원자로에서는 불활성 가스 100%, 요오드 20%, 세슘 10~13%, 기타 원소 2~3%만이 배출됐다. ] .
- 요오드는 자연 환경에서 이동성이 매우 높으며 실제로 불용성 화합물을 형성하지 않습니다.
- 요오드는 필수 미량원소인 동시에 음식과 물에 함유된 농도가 낮은 원소입니다. 그러므로 모든 살아있는 유기체는 진화 과정에서 몸에 요오드를 축적하는 능력을 발달시켰습니다.
- 인간의 경우 체내 요오드의 대부분은 갑상선에 집중되어 있지만 체중(12~25g)에 비해 질량이 작습니다. 따라서 상대적으로 적은 양의 방사성 요오드가 체내로 유입되더라도 갑상선의 국소 방사선 조사가 높아집니다.
대기 중 방사성 요오드 오염의 주요 원인은 원자력 발전소와 의약품 생산입니다.
방사선 사고
요오드-131의 방사선학적 등가 활성 평가는 INES 규모에서 핵 사건의 수준을 결정하기 위해 채택되었습니다.
요오드-131 함량에 대한 위생 기준
방지
요오드-131이 몸에 들어가면 대사 과정에 관여할 수 있습니다. 이 경우 요오드는 체내에 오랫동안 남아 있어 조사 기간이 늘어납니다. 인간의 경우 갑상선에서 요오드가 가장 많이 축적됩니다. 환경의 방사성 오염 동안 체내 방사성 요오드 축적을 최소화하려면 일반 안정 요오드로 신진 대사를 포화시키는 약물을 복용하십시오. 예를 들어, 요오드화 칼륨 준비. 방사성 요오드와 요오드화 칼륨을 동시에 복용하면 보호 효과는 약 97%입니다. 방사능 오염과 접촉하기 12시간 전과 24시간 전에 복용했을 때 - 각각 90%와 70%, 접촉 후 1시간과 3시간 후에 복용했을 때 - 85%와 50%, 6시간 이상 복용했을 때 - 효과가 미미합니다. [ ]
의학에서의 응용
요오드-131은 다른 방사성 요오드 동위원소(125 I, 132 I)와 마찬가지로 갑상선의 특정 질병을 진단하고 치료하는 데 사용됩니다.
동위원소는 특정 요오드 제제를 축적할 수도 있는 신경모세포종의 확산 및 방사선 치료를 진단하는 데 사용됩니다.
러시아에서는 131 I을 기반으로 한 의약품이 생산됩니다.
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노트
- 아우디 G., Wapstra A. H., Thibault C. AME2003 원자 질량 평가(II). 표, 그래프 및 참고 자료(영어) // Nuclear Physics A. - 2003. - Vol. 729. -P.337-676. -
요오드-131 붕괴 다이어그램(간체)
요오드-131(요오드-131, 131I),라고도 함 방사성 요오드(이 원소의 다른 방사성 동위원소가 있음에도 불구하고) 원자 번호 53, 질량 번호 131의 화학 원소 요오드의 방사성 핵종입니다. 반감기는 약 8일입니다. 의학 및 의약품 분야에서 주요 응용 분야를 찾았습니다. 이는 또한 우라늄과 플루토늄 핵의 주요 핵분열 생성물로서 인간의 건강에 위험을 초래하고 1950년대 핵실험과 체르노빌 사고로 인해 건강에 부정적인 영향을 미치는 데 크게 기여했습니다. 요오드-131은 우라늄, 플루토늄 및 간접적으로 토륨의 중요한 핵분열 생성물로, 핵분열 생성물의 최대 3%를 차지합니다.
요오드-131 함량 표준
치료 및 예방
의료 행위에 적용
요오드의 일부 방사성 동위원소(125 I, 132 I)와 마찬가지로 요오드-131은 갑상선 질환의 진단 및 치료를 위해 의학에 사용됩니다. 러시아에서 채택된 방사선 안전 표준 NRB-99/2009에 따르면 요오드-131로 치료받은 환자의 병원 퇴원은 환자 신체 내 이 핵종의 총 활성이 0.4 GBq 수준으로 감소할 때 허용됩니다.
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노트
연결
- 미국 갑상선 협회에서 발행한 방사성 요오드 치료에 관한 환자 브로셔
체르노빌과 후쿠시마 1호기 사고 이후 많은 문제를 일으킨 방사성 요오드-131의 위험성은 모두가 알고 있습니다. 이 방사성 핵종은 최소한의 복용량으로도 인체에 돌연변이와 세포 사멸을 일으키지만 특히 갑상선이 이에 의해 영향을 받습니다. 부패 중에 형성된 베타 및 감마 입자는 조직에 집중되어 심각한 방사선 및 암성 종양 형성을 유발합니다.
방사성 요오드 : 그게 뭐죠?
요오드-131은 방사성 요오드라고 불리는 일반 요오드의 방사성 동위원소입니다. 반감기가 8.04일로 다소 길기 때문에 넓은 지역에 빠르게 퍼져 토양과 식물에 방사선 오염을 일으킨다. I-131 방사성 요오드는 1938년 Seaborg와 Livingood에 의해 중수소와 중성자 흐름으로 텔루륨을 조사하여 처음으로 분리되었습니다. 이는 이후 우라늄과 토륨-232 원자의 핵분열 생성물 중에서 Abelson에 의해 발견되었습니다.
방사성요오드의 공급원
방사성 요오드-131은 자연에서는 발견되지 않으며 인공적으로 환경에 유입됩니다.
- 원자력 발전소.
- 약리학적 생산.
- 원자 무기 테스트.
모든 발전 또는 산업용 원자로의 기술 주기에는 우라늄 또는 플루토늄 원자의 핵분열이 포함되며, 그 동안 많은 양의 요오드 동위원소가 시설에 축적됩니다. 핵종 전체의 90% 이상이 단수명 요오드 132-135 동위원소이며, 나머지는 방사성 요오드-131입니다. 원자력 발전소가 정상적으로 작동하는 동안 핵종의 붕괴를 보장하는 여과로 인해 방사성 핵종의 연간 방출은 적으며 전문가들은 130-360Gbq로 추정합니다. 원자로의 봉인이 깨지면 휘발성과 이동성이 높은 방사성 요오드는 다른 불활성 가스와 함께 즉시 대기로 유입됩니다. 가스-에어로졸 배출물에서는 대부분 다양한 유기 물질 형태로 포함되어 있습니다. 무기 요오드 화합물과 달리, 방사성 핵종 요오드-131의 유기 유도체는 세포벽의 지질막을 통해 체내로 쉽게 침투한 후 혈액을 통해 모든 장기와 조직으로 분배되기 때문에 인간에게 가장 큰 위험을 초래합니다.
요오드-131 오염의 원인이 된 대형사고
전체적으로 원자력 발전소에서 발생한 두 가지 주요 사고가 알려져 있는데, 이는 체르노빌과 후쿠시마 1호라는 넓은 지역의 방사성 요오드 오염원이 되었습니다. 체르노빌 참사 당시 원자로에 축적된 요오드-131은 폭발과 함께 모두 환경으로 방출돼 반경 30㎞ 지역이 방사선 오염을 겪었다. 강한 바람과 비는 전 세계적으로 방사선을 운반했지만 우크라이나, 벨로루시, 러시아 남서부 지역, 핀란드, 독일, 스웨덴 및 영국 영토가 특히 영향을 받았습니다.
일본에서는 강진이 발생한 후 후쿠시마 1호기 원전 1·2·3호기와 4호기에서 폭발 사고가 발생했다. 냉각 시스템의 고장으로 여러 건의 방사선 누출이 발생했고, 이로 인해 원전에서 30km 떨어진 바닷물의 요오드-131 동위원소 양이 1,250배 증가했습니다.
방사성요오드의 또 다른 공급원은 핵무기 실험입니다. 따라서 20 세기 50-60 년대에 미국 네바다 주에서 핵폭탄과 포탄 폭발이 일어났습니다. 과학자들은 폭발의 결과로 형성된 I-131이 가장 가까운 지역에서 떨어졌고 반세계 및 세계 낙진에서는 짧은 반감기로 인해 실제로 존재하지 않는다는 사실을 발견했습니다. 즉, 이동하는 동안 방사성 핵종은 강수량과 함께 지구 표면으로 떨어지기 전에 분해되는 시간을 가졌습니다.
요오드-131이 인간에게 미치는 생물학적 영향
방사성옥소는 이동력이 높아 공기, 음식, 물 등을 통해 인체에 쉽게 침투하고, 피부, 상처, 화상 등을 통해서도 침투한다. 동시에 혈액으로 빠르게 흡수됩니다. 1시간 후에 방사성 핵종의 80-90%가 흡수됩니다. 그것의 대부분은 안정 요오드와 방사성 동위원소를 구별하지 못하는 갑상선에 흡수되며, 가장 작은 부분은 근육과 뼈에 흡수됩니다.
하루가 끝날 때까지 유입되는 전체 방사성 핵종의 최대 30%가 갑상선에 기록되며 축적 과정은 기관의 기능에 직접적으로 좌우됩니다. 갑상선 기능 저하증이 관찰되면 방사성 요오드는 분비선 기능이 저하된 경우보다 더 집중적으로 흡수되어 갑상선 조직에 더 높은 농도로 축적됩니다.
기본적으로 요오드-131은 7일 이내에 신장을 통해 인체에서 제거되며, 그 중 극히 일부만이 땀, 머리카락과 함께 제거됩니다. 폐를 통해 증발하는 것으로 알려져 있지만, 이런 방식으로 몸 밖으로 배설되는 양은 아직 알려지지 않았습니다.
요오드-131의 독성
요오드-131은 9:1 비율로 위험한 β-와 γ-방사선의 원천이며 경미하거나 심각한 방사선 손상을 일으킬 수 있습니다. 더욱이 가장 위험한 방사성 핵종은 물이나 음식과 함께 체내로 들어가는 핵종으로 간주됩니다. 방사성옥소 흡수선량이 55MBq/kg(체중)이면 전신에 급성피폭이 발생한다. 이는 베타 조사의 넓은 영역으로 인해 모든 장기와 조직에서 병리학 적 과정을 유발합니다. 특히 갑상선은 안정요오드와 함께 요오드-131의 방사성 동위원소를 집중적으로 흡수하기 때문에 심하게 손상됩니다.
갑상선 병리학의 발달 문제는 인구가 I-131에 노출되었을 때 체르노빌 원자력 발전소 사고 중에도 관련이 있게 되었습니다. 사람들은 오염된 공기를 흡입할 뿐만 아니라 방사성 요오드 함량이 높은 신선한 우유를 섭취함으로써 많은 양의 방사선을 받았습니다. 천연 우유를 판매에서 제외하기 위해 당국이 취한 조치도 문제를 해결하지 못했습니다. 인구의 약 3분의 1이 자신의 젖소에서 얻은 우유를 계속해서 마셨기 때문입니다.
아는 것이 중요합니다!
유제품이 방사성 핵종인 요오드-131에 오염되었을 때 갑상선에 특히 강한 방사선 조사가 발생합니다.
방사선 조사의 결과로 갑상선 기능이 저하되어 갑상선 기능 저하증이 발생할 수 있습니다. 이 경우 호르몬이 합성되는 갑상선 상피가 손상될 뿐만 아니라 갑상선의 신경세포와 혈관도 파괴됩니다. 필요한 호르몬의 합성이 급격히 감소하고 전체 유기체의 내분비 상태와 항상성이 중단되어 갑상선암 발병의 시작이 될 수 있습니다.
방사성옥소는 어린이의 갑상선이 성인의 갑상선보다 훨씬 작기 때문에 특히 위험합니다. 어린이의 나이에 따라 체중은 1.7g에서 7g까지 다양하고 성인의 경우 약 20g입니다. 또 다른 특징은 내분비선에 대한 방사선 손상이 오랫동안 잠복해 있을 수 있으며 중독, 질병 또는 사춘기 동안에만 나타날 수 있다는 것입니다.
I-131 동위원소가 포함된 고용량 방사선을 받은 1세 미만의 어린이에게서 갑상선암 발병 위험이 높습니다. 또한 종양의 높은 공격성이 정확하게 확립되었습니다. 암세포는 2-3개월 내에 주변 조직과 혈관에 침투하여 목과 폐의 림프절로 전이됩니다.
아는 것이 중요합니다!
여성과 어린이의 경우 갑상선 종양이 남성보다 2~2.5배 더 자주 발생합니다. 사람이받는 방사성 요오드의 양에 따라 발달의 잠복기는 25 년 이상에 달할 수 있으며 어린이의 경우이 기간은 평균 약 10 년으로 훨씬 짧습니다.
"유용한" 요오드-131
독성 갑상선종과 갑상선암에 대한 치료제로 방사성 요오드가 사용되기 시작한 것은 1949년입니다. 방사선 요법은 상대적으로 안전한 치료 방법으로 간주됩니다. 방사선 요법이 없으면 환자는 다양한 장기 및 조직에 영향을 받고 삶의 질이 저하되고 기간이 단축됩니다. 오늘날 I-131 동위원소는 수술 후 이러한 질병의 재발을 방지하기 위한 추가 수단으로 사용됩니다.
안정 요오드와 마찬가지로 방사성 요오드는 갑상선 세포에 축적되어 장기간 보유되며 갑상선 호르몬을 합성하는 데 사용됩니다. 종양이 계속해서 호르몬 형성 기능을 수행함에 따라 요오드-131 동위원소가 축적됩니다. 부패하면 1-2mm 범위의 베타 입자를 형성하여 갑상선 세포를 국소적으로 조사하여 파괴하는 반면 주변의 건강한 조직은 실제로 방사선에 노출되지 않습니다.