Европейские СМИ продолжают обсуждать новости о радиоактивном йоде, который не так давно стали фиксировать станции наблюдения сразу в нескольких странах. Главный вопрос - что вызвало выброс этого радионуклида и где произошел выброс.

Известно, что впервые превышение йода-131 было зафиксировано в Норвегии, во вторую неделю января. Первой радионуклид зафиксировала исследовательская станция Сванховд на севере Норвегии,

которая расположена всего в нескольких сотнях метров от границы с Россией.

Позднее превышение было поймано на станции в финском городке Рованиеми. В течение последующих двух недель следы изотопа были обнаружены в других районах Европы — Польше, Чехии, Германии, Франции и Испании.

И хотя Норвегия стала первой страной, зафиксировавшей у себя радиоактивный изотоп, Франция первой проинформировала население об этом. «Первоначальные данные говорят о том, что первая фиксация произошла на севере Норвегии во вторую неделю января», — говорится в сообщении французского Института радиационной защиты и ядерной безопасности (IRSN).

Власти Норвегии заявили, что не стали оповещать об открытии из-за низкой концентрации вещества. «Данные в Сванховде были очень, очень низкими. Уровень загрязнения не вызвал обеспокоенности за людей и технику, поэтому мы не признали это достойной новостью», — заявила представитель норвежской службы радиационного контроля Астрид Лиланд. По ее словам, в стране действует сеть из 33 станций слежения, и любой человек сам может проверить данные.

Согласно опубликованным IRSN данным,концентрация йода, измеренная на севере Норвегии с 9 по 16 января, составляла 0,5 микробеккерелей на кубометр (Бк/м 3).

Во Франции же показатели колеблются от 01, до 0,31 Бк/м 3 . Самые высокие показатели были отмечены в Польше - почти 6 Бк/м 3 . Близость первого места обнаружения йода к российской границе сразу спровоцировала появление слухов о том, что причиной выброса могли стать секретные испытания ядерного оружия в российской Арктике, и возможно в районе Новой Земли, где СССР исторически испытывал различные заряды.

Йод-131 — радионуклид с периодом полураспада 8.04 суток, также называемый радиойодом, бета- и гамма-излучатель. Биологическое действие связано с особенностями функционирования щитовидной железы. Ее гормоны — тироксин и трийодтирояин — имеют в своем составе атомы йода, поэтому в норме щитовидная железа поглощает около половины поступающего в организм йода. Железа не отличает радиоактивные изотопы йода от стабильных, поэтому накопление в щитовидной железе больших количеств йода-131 ведет к радиационному поражению секреторного эпителия и к гипотиреозу — дисфункции щитовидной железы.

Как рассказал «Газете.Ru» источник в обнинском Институте проблем мониторинга (ИПМ) окружающей среды, основных источников загрязнения атмосферы радиоактивным йодом два — атомные электростанции и фармакологическое производство.

«Атомные станции выбрасывают радиоактивный йод. Он является составляющей газоаэрозольного выброса, технологического цикла любой атомной станции», — пояснил эксперт, однако по его словам, при выбросе происходит фильтрация, чтобы большинство короткоживущих изотопов успели распасться.

Известно, что после аварий на Чернобыльской станции и Фукусиме выбросы радиоактивного йода фиксировались специалистами в разных странах мира. Однако после таких аварий в атмосферу выбрасываются и, соответственно, фиксируются и другие радиоактивные изотопы, в том числе цезий.

В России мониторинг содержания радиоактивного йода ведется всего в двух точках — в Курске и Обнинске.
Зафиксированные в Европе выбросы — действительно исчезающе малые концентрации, учитывая существующие предельные показатели, установленные для йода. Так, в России предельная концентрация радиоактивного йода в атмосфере составляет 7,3 Бк/м 3

В миллион раз выше зафиксированного в Польше уровня.

«Эти уровни — детский сад. Это очень небольшие количества. Но если все станции мониторинга в этот период фиксировали концентрации йода в аэрозольной и молекулярной форме, где-то был источник, был выброс», — пояснил эксперт.

Между тем в самом Обнинске находящаяся там станция наблюдения ежемесячно фиксирует наличие йода-131 в атмосфере, это связано с расположенным там источником — НИФХИ имени Карпова. Это предприятие выпускает радиофармпрепараты на основе йода-131, которые используются для диагностики и лечения рака.

К версии, что источником выброса йода-131 было фармацевтическое производство, склоняются и ряд европейских экспертов. «Поскольку был детектирован только йод-131 и никаких других веществ, мы считаем, что он происходит от какой-то фармацевтической компании, производящей радиоактивные препараты», — пояснила Лиланд изданию Motherboard. «Если бы он пришел с реактора, мы фиксировали бы другие элементы в воздухе», — считает Дидье Шампьон, глава одного из подразделений IRSN.

Эксперты вспоминают, что подобная ситуация возникла в 2011 году, когда радиоактивный йод был зафиксирован сразу в нескольких европейских странах. Интересно, что лишь на прошлой неделе ученые , объяснившую выброс йода 2011 года. Они пришли к выводу, что утечка произошла из-за отказа фильтровальной системы в будапештском институте, производящем изотопы для медицинских целей.

При делении образуются разнообразные изотопы, можно сказать, половина таблицы Менделеева. Вероятность образования изотопов разная. Какие-то изотопы образуются с большей вероятностью, какие-то с гораздо меньшей (см. рисунок). Практически все они радиоактивные. Однако у большинства из них периоды полураспада очень маленькие (минуты или еще меньше) и они быстро распадаются в стабильные изотопы. Однако, среди них есть изотопы, которые с одной стороны охотно образуются при делении, а с другой имеют периоды полураспада дни и даже годы. Именно они представляют для нас основную опасность. Активность, т.е. количество распадов в единицу времени и соответственно количество "радиоактивных частиц", альфа и/или бета и/или гамма, обратно пропорциональна периоду полураспада. Таким образом, если есть одинаковое количество изотопов, активность изотопа с меньшим периодом полураспада будет выше, чем с большим. Но активность изотопа с меньшим периодом полураспада будет спадать быстрее, чем с большим. Йод-131 образуется при делении с приблизительно такой же "охотой" как и цезий-137. Но у йода-131 период полураспада "всего" 8 суток, а у цезия-137 около 30 лет. В процессе деления урана, по началу количество продуктов его деления, и йода и цезия растет, но вскоре для йода наступает равновесие – сколько его образуется, столько и распадается. С цезием-137, из-за его относительно большого периода полураспада, до этого равновесия далеко. Теперь, если произошел выброс продуктов распада во внешнюю среду, в начальные моменты из этих двух изотопов наибольшую опасность представляет йод-131. Во-первых, из-за особенностей деления его образуется много (см. рис.), во-вторых из-за относительно малого периода полураспада его активность высока. Со временем (через 40 дней) его активность упадет в 32 раза, и скоро практически его видно не будет. А вот цезий-137 поначалу может быть "светить" не так сильно, зато его активность будет спадать гораздо медленнее.
Ниже рассказано о самых "популярных" изотопах, которые представляют опасность при авариях на АЭС.

Радиоактивный йод

Среди 20 радиоизотопов йода, образующихся в реакциях деления урана и плутония, особое место занимают 131-135 I (T 1/2 = 8.04 сут.; 2.3 ч.; 20.8 ч.; 52.6 мин.; 6.61 ч.), характеризующиеся большим выходом в реакциях деления, высокой миграционной способностью и биологической доступностью. В обычном режиме эксплуатации АЭС выбросы радионуклидов, в том числе радиоизотопов йода, невелики. В аварийных условиях, как свидетельствуют крупные аварии, радиоактивный йод, как источник внешнего и внутреннего облучения, был основным поражающим фактором в начальный период аварии.

Упрощенная схема распада йода-131. При распаде йода-131 образуются электроны с энергиями до 606 кэВ и гамма-кванты, в основном с энергиями 634 и 364 кэВ.

Основным источником поступления радиойода населению в зонах радионуклидного загрязнения были местные продукты питания растительного и животного происхождения. Человеку радиойод может поступать по цепочкам:

• растения → человек,
• растения → животные → человек,
• вода → гидробионты → человек.

Молоко, свежие молочные продукты и листовые овощи, имеющие поверхностное загрязнение, обычно являются основным источником поступления радиойода населению. Усвоение нуклида растениями из почвы, учитывая малые сроки его жизни, не имеет практического значения.

У коз и овец содержание радиойода в молоке в несколько раз больше, чем у коров. В мясе животных накапливаются сотые доли поступившего радиойода. В значительных количествах радиойод накапливается в яйцах птиц. Коэффициенты накопления (превышение над содержанием в воде) 131 I в морских рыбах, водорослях, моллюсках достигает соответственно 10, 200-500, 10-70.

Практический интерес представляют изотопы 131-135 I . Их токсичность невелика по сравнению с другими радиоизотопами, особенно альфа-излучающими. Острые радиационные поражения тяжелой, средней и легкой степени у взрослого человека можно ожидать при пероральном поступлении 131 I в количестве 55, 18 и 5 МБк/кг массы тела. Токсичность радионуклида при ингаляционном поступлении примерно в два раза выше, что связано с большей площадью контактного бета-облучения.

В патологический процесс вовлекаются все органы и системы, особенно тяжелые повреждения в щитовидной железе, где формируются наиболее высокие дозы. Дозы облучения щитовидной железы у детей вследствие малой ее массы при поступлении одинаковых количеств радиойода значительно больше, чем у взрослых (масса железы у детей в зависимости от возраста равна 1:5-7 г., у взрослых – 20 г.).

Радиоактивный йод про радиоактивный йод содержатся гораздо подробные сведения, которые, в частности, могут быть полезны медицинским работникам.

Радиоактивный цезий

Радиоактивный цезий является одним из основных дозообразующих радионуклидов продуктов деления урана и плутония. Нуклид характеризуется высокой миграционной способностью во внешней среде, включаяпищевые цепочки. Основным источником поступления радиоцезия человеку являются продукты питания животного и растительного происхождения. Радиоактивный цезий, поступающий животным с загрязненным кормом, в основном накапливается в мышечной ткани (до 80 %) и в скелете (10 %).

После распада радиоактивных изотопов йода основным источником внешнего и внутреннего облучения является радиоактивный цезий.

У коз и овец содержание радиоактивного цезия в молоке в несколько раз больше, чем у коров. В значительных количествах он накапливается в яйцах птиц. Коэффициенты накопления (превышение над содержанием в воде) 137 Cs в мышцах рыб достигает 1000 и более, у моллюсков – 100- 700,
ракообразных – 50- 1200, водных растений – 100- 10000.

Поступление цезия человеку зависит от характера питания. Так после аварии на ЧАЭС в 1990 гю вклад различных продуктов в среднесуточное поступление радиоцезия в наиболее загрязненных областях Беларуси был следующим: молоко – 19 %, мясо – 9 %, рыба – 0.5 %, картофель – 46 %, овощи – 7.5 %, фрукты и ягоды – 5 %, хлеб и хлебопродукты – 13 %. Регистрируют повышенное содержание радиоцезия у жителей, потребляющих в больших количествах "дары природы" (грибы, лесные ягоды и особенно дичь).

Радиоцезий, поступая в организм, относительно равномерно распределяется, что приводит к практически равномерному облучению органов и тканей. Этому способствует высокая проникающая способность гамма-квантов его дочернего нуклида 137m Ba, равная примерно 12 см.

В исходной статье И.Я. Василенко, О.И. Василенко. Радиоактивный цезий про радиоактивный цезий содержатся гораздо подробные сведения, которые, в частности, могут быть полезны медицинским работникам.

Радиоактивный стронций

После радиоактивных изотопов йода и цезия следующим по значимости элементом, радиоактивные изотопы которого вносят наибольший вклад в загрязнение – стронций. Впрочем, доля стронция в облучении значительно меньше.

Природный стронций относится к микроэлементам и состоит из смеси четырех стабильных изотопов 84 Sr (0.56 %), 86 Sr (9.96 %), 87 Sr (7.02 %), 88 Sr (82.0 %). По физико-химическим свойствам он является аналогом кальция. Стронций содержится во всех растительных и животных организмах. В организме взрослого человека содержится около 0.3 г стронция. Почти весь он находится в скелете.

В условиях нормальной эксплуатации АЭС выбросы радионуклидов незначительны. В основном они обусловлены газообразными радионуклидами (радиоактивными благородными газами, 14 С, тритием и йодом). В условиях аварий, особенно крупных, выбросы радионуклидов, в том числе радиоизотопов стронция, могут быть значительными.

Наибольший практический интерес представляют 89 Sr (Т 1/2 = 50.5 сут.) и 90 Sr (Т 1/2 = 29.1 лет), характеризующиеся большим выходом в реакциях деления урана и плутония. Как 89 Sr, так и 90 Sr являются бета-излучателями. При распаде 89 Sr образуется стабильный изотоп итрия ( 89 Y) . При распаде 90 Sr образуется бета-активный 90 Y, который в свою очередь распадается с образованием стабильного изотопа циркония (90 Zr).

C хема цепочки распадов 90 Sr → 90 Y → 90 Zr. При распаде стронция-90 образуются электроны с энергиями до 546кэВ, при последующем распаде итрия-90 образуются электроны с энергиями до 2.28 МэВ.

В начальный период 89 Sr является одним из компонентов загрязнения внешней среды в зонах ближних выпадений радионуклидов. Однако у 89 Sr относительно небольшой период полураспада и со временем начинает превалировать 90 Sr.

Животным радиоактивный стронций в основном поступает с кормом и в меньшей степени с водой (около 2 %). Помимо скелета наибольшая концентрация стронция отмечена в печени и почках, минимальная – в мышцах и особенно в жире, где концентрация в 4–6 раз меньшая, чем в других мягких тканях.

Радиоактивный стронций относится к остеотропным биологически опасным радионуклидам. Как чистый бета-излучатель основную опасность он представляет при поступлении в организм. Населению нуклид в основном поступает с загрязненными продуктами. Ингаляционный путь имеет меньшее значение. Радиостронций избирательно откладывается в костях, особенно у детей, подвергая кости и заключенный в них костный мозг постоянному облучению.

Подробно все изложено в исходной статье И.Я. Василенко, О.И. Василенко. Радиоактивный стронций .

вопрос:
Содержание йода-131 больше нормы в тысячу раз! Что это значит?

Как понимать сообщения СМИ о йоде-131 (радиойод), цезии-137, стронции-90 - о ядерной катастрофе Фукусима АЭС

Радионуклидная рыба, мясо и рис - бюрократу на стол

а) Бюрократы всех мастей и всех стран (частные, государственные, политические) прикрываются бессмысленными цифрами, а "просто так" они этого бы не делали.
б) Для нормализации радиационой обстановки поднимаются "нормы".
в) Содержание долговременно опасных радионуклидов еще выше.

При разрушении реактора "мирного атома" и хранилищ ОЯТ на самом деле опасны для человеческой популяции не короткоживущий йод-131, а долгоживущие радиоактивные уран, плутоний, стронций, нептуний, америций, кюрий, углерод(14!), водород(3!) и т.п. радионуклиды, потому что природными и человеческими усилиями радиоактивные живые организмы, продукты питания, вода распространяется по всему Земному шару.

Радионуклиды - йод, цезий, стронций - являются продуктами радиоактивного распада (деления) в "топливных стержнях", или в том, что от них осталось - груде металлолома, озере-расплаве, пропитке грунта или скального основания.

Член совета Центра экологической политики России, соруководитель Программы по радиационной и ядерной безопасности Валерий Меньщиков:
"Все выводится, кроме плутония. Главное – сразу не помереть", – оптимистично заметил Валерий Меньщиков.
(2)

Обратите внимание на тот факт, что йод - это короткоживущий и выводимый из организма радиоизотоп.

Йод-131 (I-131) - период полураспада 8 дней, активность 124000 кюри/г. В следствии короткого времени жизни, йод представляет особую опасность в течении нескольких недель и опасность в несколько месяцев. Удельное образование йода-131 - примерно 2% от продуктов при взрыве бомбы деления (уран-235 и плутоний). Йод-131 легко поглощается телом, в особенности щитовидной железой.

А вот более долговременно-опасные (отдёжкой на складе радиоактивность которых не вгонишь в норму):

Цезий-137 (Cs-137) - время полураспада 30 лет, активность 87 кюри/г. Он представляет опасность в первую очередь как долговременный источник сильного гамма-излучения. Цезий, как щелочной металл, имеет некоторое сходство с калием и распределяется равномерно по всему телу. Он может выводиться из организма - период его полувыведения около 50-100 дней.

Стронций-89 (St-89) - период полураспада 52 дня (активность 28200 кюри/г). Стронций-89 представляет опасность в течении нескольких лет после взрыва. Поскольку стронций химически ведет себя подобно кальцию, он поглощается и накапливается в костях. Хотя большая его часть и выводится из организма (период полувыведения около 40 дней), чуть менее 10% стронция попадает в кости, период полувыведения из которых - 50 лет.

Стронций-90 (St-90) - период полураспада 28,1 года (активность 141 кюри/г), стронций-90 остается в опасных концентрациях на столетия. Помимо излучение бета-частицы, распадающийся атом стронция-90 превращается в изотоп иттрия - иттрий-90, тоже радиоактивный, с периодом полураспада 64,2 часа. Стронций накапливается в костях.
(1)

Нептуний-236 (Np-236) - период полураспада 154 тысячи лет.
Нептуний-237 (Np-237) - период полураспада 2,2 миллиона лет.
Нептуний-238, Нептуний-239 - соответственно 2,1 и 2,33 дня.
60-80 процентов нептуния откладывается в костях, а радиобиологический период полувыведения нептуния из организма составляет 200 лет. Это приводит к серьёзному радиационному поражению костной ткани.
Предельно допустимые количества изотопов нептуния в организме: 237Np - 0,06 мккюри (100 мкг), 238Np, 239Np - 25 мккюри (10−4 мкг).
Нептуний образуется из изотопов урана (в том числе и урана-238), а результатом распада нептуния является плутоний-238.
(3)

Плутоний, также как и нептуний, накапливается в костях и при поступлении извне. В радиоактивной смеси, поступающей с реакторов АЭС, разумеется, присутствует и полоний-210.
.

Похоже, что радиологическая разведка делается радиационного заражения местности (если вообще делается) как при "чистом мгновенном" ядерном взрыве, когда боеприпас весит несколько тонн, и в ядерную реакцию вступает, вероятно, более 10% урана и плутония из сотни-другой килограммов расщепляющихся материалов. В случае же атомного реактора АЭС всё с точностью до наоборот - тысячи тонн отработанного и полу-отработанного ядерного топлива, сотни тысяч тонн радиоактивных материалов реакторов, воды, грунтов - в которых долгоживущие столетиями радиоактивные элементы.

То есть, из оценки загрязнения АЭС методами "по йоду", я делаю вывод, это просто попытка скрыть действительно долговременные опасности от выброшенных в окружающую среду ядерных материалов с длительными периодами полураспада, которые действительно могут попасть в пищу и воду конкретному человеку.

Какой может быть состав радиоактивных как минимум тысяч тонн материалов - останков атомного реактора и окружающих его конструкций и грунтов?

Нигде не встречал попыток анализа состава разрушенного атомного реактора, ни по радиоизотопному составу, ни по химическому. И уж тем более, не встречал попыток сделать некую модель происходящих ядерных процессов. Вероятно, это строго секретные данные, что означает, что данных попросту не существует.

Поэтому придётся пользоваться очень косвенными данными из ненадёжных источников.

"Иод-131 является весомым продуктом деления урана, плутония и, косвенно, тория, составляя до 3 % продуктов деления ядер.
Иод-131 является дочерним продуктом β−-распада нуклида 131Te".
Это из Википедии.

Но нас интересуют цифры не по отношению к "продуктам деления ядер", а к общей массе радиоактивных материалов. Раз йод (очень летучий и химически активный элемент) оказался в атмосфере и воде, то и остальным радионуклидам в окружающую среду путь открыт.

Период полураспада (half-life) радиойода-131 8,02 суток, т.е. за 192 часа и 30 минут радиоактивного йода в образце становится меньше в 2 раза, из йода образуется стабильный (нерадиоактивный) ксенон почти такой же массы.

Сколько времени путешествовал радиоактивный йод от точки образования до точки измерения - неизвестно. То есть, модель связи концентрации йода с концентрациями других радиоизотов в околореаторной среде построить невозможно.

А какова концентрация в окружающей среде действительно долговременных особо-опасных при усвоении организмом радионуклидов?

Ясно одно, что массовая доля йода-131 должна быть в тысячи-сотни тысяч раз меньше, породившей его долгоживущей радиоактивной смеси останков урановых топливных ядерного реактора, конструкций и пород массой в тысячи тонн.

"Продукты деления, выпадающие из облака взрыва, представляют собой смесь примерно 80 изотопов 35 химических элементов средней части периодической системы элементов Менделеева (от цинка №30 до гадолиния №64). Почти все образующиеся ядра изотопов перегружены нейтронами, являются не стабильными и претерпевают бетта-распад с испусканием гамма-квантов. Первичные ядра осколков деления в последующем испытывают в среднем 3-4 распада и в итоге превращаются в стабильные изотопы. Таким образом, каждому первоначально образовавшемуся ядру (осколку) соответствует своя цепочка радиоактивных превращений."
(1)

Смею уверить, что и при ядерном распаде ядерного взрыва, и в топливных стержнях АЭС происходят те же ядерные реакции, только пропорции иные - в реакторах АЭС трансурановых радионуклидов больше. "Уран и трансурановые элементы остеотропны (накапливаются в костной ткани). Если плутоний откладывается в костях, время его полувыведения около 80-100 лет, т.е. он остается там практически навсегда. Так же, плутоний накапливается в печени, с периодом полувыведения 40 лет. Максимальная допустимая концентрация Pu-239 в организме 0,6 микрограмма (0,0375 микрокюри) и 0,26 микрограмма (0,016 микрокюри) для легких." (1)

При разрушении реактора "мирного атома" и хранилищ ОЯТ на самом деле опасны для человеческой популяции не короткоживущий йод-131, а долгоживущие уран, плутоний, стронций, нептуний, америций, кюрий, углерод(14!), водород(3!) и т.п. радионуклиды, потому что природными и человеческими усилиями радиоактивные живые организмы, продукты питания, вода распространяется по всему Земному шару.

Другая сторона вопроса радиоактивности:

Схема распада иода-131 (упрощённая)

Иод-131 (йод-131, 131 I) , также называемый радиойодом (несмотря на наличие других радиоактивных изотопов этого элемента), - радиоактивный нуклид химического элемента иода с атомным номером 53 и массовым числом 131. Период его полураспада составляет около 8 суток. Основное применение нашёл в медицине и фармацевтике. Также является одним из основных продуктов деления ядер урана и плутония, представляющих опасность для здоровья человека, внесших значительный вклад во вредные последствия для здоровья людей после ядерных испытаний 1950-х, аварии в Чернобыле . Иод-131 является весомым продуктом деления урана, плутония и, косвенно, тория , составляя до 3 % продуктов деления ядер.

Нормативы по содержанию иода-131

Лечение и профилактика

Применение в медицинской практике

Иод-131, как и некоторые радиоактивные изотопы иода (125 I, 132 I) применяются в медицине для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы . 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 0,4 ГБк .

См. также

Примечания

Ссылки

• Patient brochure on radioactive iodine treatment From the American Thyroid Association