Radioiodul, sau mai degrabă unul dintre izotopii radioactivi (radiații beta și gamma) ai iodului cu un număr de masă de 131 cu un timp de înjumătățire de 8,02 zile. Iodul-131 este cunoscut în primul rând ca produs de fisiune (până la 3%) al nucleelor de uraniu și plutoniu, eliberat în timpul accidentelor la centralele nucleare.
Obținerea iodului radioactiv. De unde vine
Izotopul iod-131 nu apare în natură. Apariția sa este asociată numai cu activitatea de producție farmaceutică, precum și cu reactoarele nucleare. De asemenea, este eliberat în timpul testelor nucleare sau dezastrelor radioactive. Acest lucru a crescut conținutul de izotop de iod din apa de mare și de la robinet în Japonia, precum și în produsele alimentare. Utilizarea filtrelor speciale a ajutat la reducerea răspândirii izotopilor, precum și la prevenirea posibilelor provocări la instalațiile centralei nucleare distruse. Filtre similare în Rusia sunt produse de compania STC Faraday.
Iradierea țintelor termice într-un reactor nuclear cu neutroni termici face posibilă obținerea de iod-131 cu un grad ridicat de conținut.
Caracteristicile iodului-131. Dăuna
Timpul de înjumătățire al iodului radioactiv de 8,02 zile, pe de o parte, nu face iodul-131 extrem de activ, dar, pe de altă parte, îi permite să se răspândească pe suprafețe mari. Acest lucru este facilitat și de volatilitatea ridicată a izotopului. Deci - aproximativ 20% din iod-131 a fost aruncat din reactor. Pentru comparație, cesiu-137 este de aproximativ 10%, stronțiul-90 este de 2%.
Iodul-131 aproape că nu produce compuși insolubili, ceea ce ajută și la distribuție.
Iodul în sine este un element deficitar și organismele oamenilor și animalelor au învățat să-l concentreze în organism, același lucru este valabil și pentru iodul radioactiv, care nu este benefic pentru sănătate.
Dacă vorbim despre pericolele iodului-131 pentru oameni, atunci vorbim în primul rând despre glanda tiroidă. Glanda tiroidă nu face distincție între iodul obișnuit și iodul radioactiv. Și cu masa sa de 12-25 de grame, chiar și o doză mică de iod radioactiv duce la iradierea organului.
Iodul-131 provoacă mutații și moarte celulară, cu o activitate de 4,6·10 15 Bq/gram.
Iod-131. Beneficiu. Aplicație. Tratament
În medicină, izotopii iod-131, precum și iod-125 și iod-132, sunt utilizați pentru a diagnostica și chiar a trata problemele cu glanda tiroidă, în special boala Graves.
Când iodul-131 se descompune, apare o particulă beta cu o viteză mare de zbor. Este capabil să pătrundă în țesuturile biologice la o distanță de până la 2 mm, ceea ce provoacă moartea celulelor. Dacă celulele infectate mor, acest lucru provoacă un efect terapeutic.
Iodul-131 este, de asemenea, folosit ca indicator al proceselor metabolice din corpul uman.
Eliberarea de iod radioactiv 131 în Europa
Pe 21 februarie 2017, știrile au raportat că posturile europene din mai mult de o duzină de țări, de la Norvegia până în Spania, au observat niveluri de iod-131 în atmosferă depășind standardele de câteva săptămâni. S-au făcut speculații despre sursele izotopului - o eliberare pe
Iod-131 - radionuclid cu un timp de înjumătățire de 8,04 zile, emițător beta și gamma. Datorită volatilității sale ridicate, aproape tot iodul-131 prezent în reactor (7,3 MCi) a fost eliberat în atmosferă. Efectul său biologic este legat de funcționarea glandei tiroide. Hormonii săi - tiroxina și triiodotiroianina - conțin atomi de iod. Prin urmare, în mod normal, glanda tiroidă absoarbe aproximativ 50% din iodul care intră în organism. Desigur, fierul nu distinge izotopii radioactivi ai iodului de cei stabili . Glanda tiroidă a copiilor este de trei ori mai activă în absorbția iodului radioactiv care pătrunde în organism.În plus, iodul-131 traversează cu ușurință placenta și se acumulează în glanda fetală.
Acumularea de cantități mari de iod-131 în glanda tiroidă duce la disfuncția tiroidiană. Riscul de degenerare malignă a țesuturilor crește și el. Doza minimă la care există riscul de a dezvolta hipotiroidism la copii este de 300 rad, la adulți - 3400 rad. Dozele minime la care există riscul de a dezvolta tumori tiroidiene sunt în intervalul 10-100 rad. Riscul este cel mai mare la doze de 1200-1500 rads. La femei, riscul de a dezvolta tumori este de patru ori mai mare decât la bărbați, iar la copii este de trei până la patru ori mai mare decât la adulți.
Mărimea și viteza de absorbție, acumularea de radionuclizi în organe și rata de excreție din organism depind de vârstă, sex, conținutul stabil de iod din dietă și alți factori. În acest sens, atunci când aceeași cantitate de iod radioactiv intră în organism, dozele absorbite diferă semnificativ. Doze deosebit de mari se formează în glanda tiroidă a copiilor, ceea ce este asociat cu dimensiunea mică a organului și poate fi de 2-10 ori mai mare decât dozele de iradiere ale glandei la adulți.
Luarea de preparate stabile cu iod previne eficient intrarea iodului radioactiv în glanda tiroidă. În acest caz, glanda este complet saturată cu iod și respinge radioizotopii care au intrat în organism. Luarea de iod stabil chiar și la 6 ore după o singură doză de 131I poate reduce doza potențială la glanda tiroidă cu aproximativ jumătate, dar dacă profilaxia cu iod este amânată cu o zi, efectul va fi mic.
Intrarea iodului-131 în corpul uman se poate produce în principal în două moduri: inhalare, i.e. prin plămâni și pe cale orală prin laptele consumat și legumele cu frunze.
Timpul de înjumătățire efectiv al izotopilor cu viață lungă este determinat în principal de timpul de înjumătățire biologică, iar cel al izotopilor cu viață scurtă de timpul de înjumătățire al acestora. Timpul biologic de înjumătățire este variat - de la câteva ore (cripton, xenon, radon) până la câțiva ani (scandiu, ytriu, zirconiu, actiniu). Timpul efectiv de înjumătățire variază de la câteva ore (sodiu-24, cupru-64), zile (iod-131, fosfor-23, sulf-35), până la zeci de ani (radiu-226, stronțiu-90).
Timpul biologic de înjumătățire al iodului-131 din întregul organism este de 138 de zile, glanda tiroidă - 138, ficat - 7, splina - 7, schelet - 12 zile.
Consecințele pe termen lung sunt cancerul tiroidian.
Iod-131 (iod-131, 131 I)- 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 ale nucleelor de uraniu, plutoniu și toriu, reprezentând până la 3% din produsele de fisiune nucleară. În timpul testelor nucleare și al accidentelor la reactoare nucleare, este unul dintre principalii poluanți radioactivi de scurtă durată ai mediului natural. Prezintă un mare pericol de radiații pentru oameni și animale datorită capacității sale de a se acumula în organism, înlocuind iodul natural.
52 131 T e → 53 131 I + e − + ν ¯ e . (\displaystyle \mathrm (()_(52)^(131)Te) \rightarrow \mathrm (()_(53)^(131)I) +e^(-)+(\bar (\nu)) _(e).)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% at.:
52 130 T e + n → 52 131 T e . (\displaystyle \mathrm (()_(52)^(130)Te) +n\rightarrow \mathrm (()_(52)^(131)Te) .) 53 131 I → 54 131 X e + e − + ν ¯ e . (\displaystyle \mathrm (^(131)_(53)I) \rightarrow \mathrm (^(131)_(54)Xe) +e^(-)+(\bar (\nu ))_(e) .)Chitanță
Principalele cantități de 131 I se obțin în reactoare nucleare prin iradierea țintelor de telur cu neutroni termici. Iradierea telurului natural produce iod-131 aproape pur ca singurul izotop final cu un timp de înjumătățire de mai mult de câteva ore.
În Rusia, 131 I este produs prin iradiere la Centrala Nucleară Leningrad în reactoare RBMK. Separarea chimică a 131 I din telurul iradiat se efectuează în. Volumul de producție face posibilă obținerea izotopului în cantități suficiente pentru a efectua 2...3 mii de proceduri medicale pe săptămână.
Iod-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:
- Conținut relativ ridicat de iod-131 printre fragmentele de fisiune (aproximativ 3%).
- Timpul de înjumătățire (8 zile), pe de o parte, este suficient de lung pentru ca nuclidul să se răspândească pe suprafețe mari și, pe de altă parte, suficient de mic pentru a asigura o activitate specifică foarte mare a izotopului - aproximativ 4,5 PBq/g.
- Volatilitate ridicată. În orice accident al reactoarelor nucleare, gazele radioactive inerte scapă mai întâi în atmosferă, urmate de iod. 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. ] .
- Iodul este foarte mobil în mediul natural și practic nu formează compuși insolubili.
- 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 corpurile lor.
- La om, cea mai mare parte a iodului din organism este concentrat în glanda tiroidă, dar are 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 iradierea locală ridicată a glandei tiroide.
Principalele surse de poluare cu iod radioactiv în atmosferă sunt centralele nucleare și producția farmaceutică.
Accidente cu radiații
Evaluarea activității echivalente radiologice a iodului-131 este adoptată pentru a determina nivelul evenimentelor nucleare pe scara INES.
Standarde sanitare pentru conținutul de iod-131
Prevenirea
Dacă iodul-131 intră în organism, acesta poate fi implicat în procesul metabolic. În acest caz, iodul va rămâne în organism mult timp, mărind durata iradierii. 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, luați medicamente care saturează metabolismul cu iod stabil obișnuit. De exemplu, preparatul cu iodură de potasiu. Când luați iodură de potasiu simultan cu 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. [ ]
Aplicație în medicină
Iodul-131, ca și alți izotopi radioactivi ai iodului (125 I, 132 I), este utilizat în medicină pentru diagnosticul și tratamentul anumitor boli ale glandei tiroide:
Izotopul este utilizat pentru a diagnostica răspândirea și terapia cu radiații a neuroblastomului, care este, de asemenea, capabil să acumuleze anumite preparate de iod.
În Rusia, se produc produse farmaceutice pe bază de 131 I.
Vezi si
Note
- Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. Evaluarea masei atomice AME2003 (II). Tabele, grafice și referințe (engleză) // Fizica nucleară A. - 2003. - Vol. 729. - P. 337-676. -
Diagrama de dezintegrare a iodului-131 (simplificată)
Iod-131 (iod-131, 131 I), numit si iod radioactiv(în ciuda prezenței altor izotopi radioactivi ai acestui element), este un nuclid radioactiv al elementului chimic iodul cu număr atomic 53 și număr de masă 131. Timpul său de înjumătățire este de aproximativ 8 zile. Și-a găsit aplicația principală în medicină și produse farmaceutice. Este, de asemenea, un produs de fisiune major al nucleelor de uraniu și plutoniu, care prezintă un risc pentru sănătatea umană și au contribuit în mod semnificativ la efectele adverse asupra sănătății ale testelor nucleare din anii 1950 și ale accidentului de la Cernobîl. Iodul-131 este un produs de fisiune semnificativ de uraniu, plutoniu și, indirect, toriu, reprezentând până la 3% din produsele de fisiune nucleară.
Standarde pentru conținutul de iod-131
Tratament și prevenire
Aplicare în practica medicală
Iodul-131, ca și unii izotopi radioactivi ai iodului (125 I, 132 I), sunt utilizați în medicină pentru diagnosticul și tratamentul bolilor tiroidiene. 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.
Vezi si
Note
Legături
- Broșura pentru pacient despre tratamentul cu iod radioactiv De la Asociația Americană a Tiroidiei
Toată lumea cunoaște pericolul ridicat al iodului radioactiv-131, care a cauzat multe probleme după accidentele de la Cernobîl și Fukushima-1. Chiar și dozele minime ale acestui radionuclid provoacă mutații și moartea celulelor în corpul uman, dar glanda tiroidă este afectată în special de aceasta. Particulele beta și gamma formate în timpul degradarii sale sunt concentrate în țesuturile sale, provocând radiații severe și formarea de tumori canceroase.
Iod radioactiv: ce este?
Iodul-131 este un izotop radioactiv al iodului obișnuit, numit iod radioactiv. Datorită timpului său de înjumătățire destul de lung (8,04 zile), se răspândește rapid pe suprafețe mari, provocând contaminarea prin radiații a solului și a vegetației. Iodul radioactiv I-131 a fost izolat pentru prima dată în 1938 de Seaborg și Livingood prin iradierea telurului cu un flux de deutroni și neutroni. A fost descoperit ulterior de Abelson printre produșii de fisiune ai atomilor de uraniu și toriu-232.
Surse de iod radioactiv
Iodul radioactiv-131 nu se găsește în natură și intră în mediu din surse artificiale:
- Centrale nucleare.
- Producția farmacologică.
- Testarea armelor atomice.
Ciclul tehnologic al oricărui reactor nuclear de putere sau industrial include fisiunea atomilor de uraniu sau plutoniu, timp în care în instalații se acumulează un număr mare de izotopi de iod. Peste 90% din întreaga familie de nuclizi sunt izotopi de scurtă durată ai iodului 132-135, restul este iod radioactiv-131. În timpul funcționării normale a unei centrale nucleare, eliberarea anuală de radionuclizi este mică datorită filtrării care asigură degradarea nuclizilor și este estimată de experți la 130-360 Gbq. Dacă sigiliul unui reactor nuclear este spart, iodul radioactiv, având volatilitate și mobilitate ridicată, intră imediat în atmosferă împreună cu alte gaze inerte. În emisiile de gaz-aerosoli, acesta este în mare parte conținut sub formă de diferite substanțe organice. Spre deosebire de compușii anorganici de iod, derivații organici ai radionuclidului iod-131 reprezintă cel mai mare pericol pentru oameni, deoarece pătrund cu ușurință prin membranele lipidice ale pereților celulari în organism și sunt ulterior distribuiți prin sânge în toate organele și țesuturile.
Accidente majore care au devenit o sursă de contaminare cu iod-131
În total, sunt cunoscute două accidente majore la centralele nucleare, care au devenit surse de contaminare cu iod radioactiv a unor zone mari - Cernobîl și Fukushima-1. În timpul dezastrului de la Cernobîl, tot iodul-131 acumulat în reactorul nuclear a fost eliberat în mediu odată cu explozia, ceea ce a dus la contaminarea cu radiații a unei zone cu o rază de 30 de kilometri. Vânturile puternice și ploile au transportat radiații în întreaga lume, dar teritoriile din Ucraina, Belarus, regiunile de sud-vest ale Rusiei, Finlandei, Germania, Suedia și Marea Britanie au fost afectate în special.
În Japonia, exploziile la primul, al doilea, al treilea reactor și la a patra unitate de putere a centralei nucleare Fukushima-1 au avut loc după un cutremur puternic. Defecțiunea sistemului de răcire a dus la mai multe scurgeri de radiații, ducând la o creștere de 1.250 de ori a cantității de izotopi de iod-131 din apa de mare la 30 km de centrala nucleară.
O altă sursă de iod radioactiv este testarea armelor nucleare. Astfel, în anii 50-60 ai secolului XX, exploziile de bombe nucleare și obuze au fost efectuate în statul Nevada din SUA. Oamenii de știință au observat că I-131 s-a format ca urmare a exploziilor căzute în zonele cele mai apropiate, iar în precipitațiile semi-globale și globale a fost practic absent din cauza timpului său scurt de înjumătățire. Adică, în timpul migrațiilor, radionuclidul a avut timp să se descompună înainte de a cădea împreună cu precipitațiile pe suprafața Pământului.
Efectele biologice ale iodului-131 asupra oamenilor
Iodul radioactiv are o capacitate mare de migrare, pătrunde cu ușurință în corpul uman cu aer, hrană și apă și, de asemenea, pătrunde prin piele, răni și arsuri. În același timp, este rapid absorbit în sânge: după o oră, 80-90% din radionuclid este absorbit. Cea mai mare parte este absorbită de glanda tiroidă, care nu distinge iodul stabil de izotopii săi radioactivi, iar cea mai mică parte este absorbită de mușchi și oase.
Până la sfârșitul zilei, până la 30% din totalul radionuclidului primit este înregistrat în glanda tiroidă, iar procesul de acumulare depinde direct de funcționarea organului. Dacă se observă hipotiroidism, atunci iodul radioactiv este absorbit mai intens și se acumulează în țesuturile tiroidiene în concentrații mai mari decât în cazul funcției reduse a glandei.
Practic, iodul-131 este eliminat din corpul uman prin rinichi în 7 zile, doar o mică parte din acesta este îndepărtată împreună cu transpirația și părul. Se știe că se evaporă prin plămâni, dar încă nu se știe cât de mult este excretat din organism în acest fel.
Toxicitatea iodului-131
Iodul-131 este o sursă de iradiere periculoasă β și γ într-un raport de 9:1, capabilă să provoace atât leziuni ușoare, cât și severe prin radiații. Mai mult, cel mai periculos radionuclid este considerat a fi cel care intră în organism cu apă și alimente. Dacă doza absorbită de iod radioactiv este de 55 MBq/kg greutate corporală, apare expunerea acută a întregului corp. Acest lucru se datorează suprafeței mari de iradiere beta, care provoacă un proces patologic în toate organele și țesuturile. Glanda tiroidă este deosebit de grav afectată, deoarece absoarbe intens izotopii radioactivi ai iodului-131 împreună cu iodul stabil.
Problema dezvoltării patologiei tiroidei a devenit relevantă și în timpul accidentului de la centrala nucleară de la Cernobîl, când populația a fost expusă la I-131. Oamenii au primit doze mari de radiații nu numai prin inhalarea aerului contaminat, ci și prin consumul de lapte proaspăt de vacă cu un conținut ridicat de iod radioactiv. Nici măcar măsurile luate de autorități pentru a exclude laptele natural de la vânzare nu au rezolvat problema, întrucât aproximativ o treime din populație a continuat să bea lapte obținut de la propriile vaci.
Este important de știut!
Iradierea deosebit de puternică a glandei tiroide are loc atunci când produsele lactate sunt contaminate cu radionuclidul iod-131.
Ca urmare a iradierii, funcția glandei tiroide scade odată cu posibila dezvoltare ulterioară a hipotiroidismului. În acest caz, nu numai epiteliul tiroidian, unde sunt sintetizati hormonii, este deteriorat, ci și celulele nervoase și vasele glandei tiroide sunt distruse. Sinteza hormonilor necesari scade brusc, starea endocrină și homeostazia întregului organism sunt perturbate, ceea ce poate servi drept început de dezvoltare a cancerului tiroidian.
Iodul radioactiv este deosebit de periculos pentru copii, deoarece glandele lor tiroide sunt mult mai mici decât cele ale unui adult. În funcție de vârsta copilului, greutatea poate varia de la 1,7 g la 7 g, în timp ce la un adult este de aproximativ 20 de grame. O altă caracteristică este că leziunile cauzate de radiații ale glandei endocrine pot rămâne latente pentru o lungă perioadă de timp și pot apărea numai în timpul intoxicației, bolii sau în timpul pubertății.
Un risc ridicat de a dezvolta cancer tiroidian apare la copiii sub un an care au primit o doză mare de radiații cu izotopul I-131. Mai mult, agresivitatea ridicată a tumorilor a fost stabilită cu precizie - celulele canceroase pătrund în țesuturile și vasele din jur în 2-3 luni, metastazează la ganglionii limfatici ai gâtului și plămânilor.
Este important de știut!
La femei și copii, tumorile tiroidiene apar de 2-2,5 ori mai des decât la bărbați. Perioada latentă a dezvoltării lor, în funcție de doza de iod radioactiv primită de o persoană, poate ajunge la 25 de ani sau mai mult la copii, această perioadă este mult mai scurtă - în medie aproximativ 10 ani;
Iod-131 „util”.
Radioiodul, ca remediu împotriva gușii toxice și a cancerului tiroidian, a început să fie folosit încă din 1949. Radioterapia este considerată o metodă de tratament relativ sigură fără ea, pacienții sunt afectați de diverse organe și țesuturi, calitatea vieții se deteriorează și durata acesteia scade. Astăzi, izotopul I-131 este folosit ca un mijloc suplimentar de combatere a recidivelor acestor boli după intervenție chirurgicală.
La fel ca iodul stabil, iodul radioactiv se acumulează și este reținut pentru o lungă perioadă de timp de celulele tiroidiene, care îl folosesc pentru a sintetiza hormonii tiroidieni. Pe măsură ce tumorile continuă să îndeplinească o funcție de formare a hormonilor, ele acumulează izotopi de iod-131. Când se degradează, formează particule beta cu un interval de 1-2 mm, care iradiază și distrug local celulele tiroidiene, în timp ce țesuturile sănătoase din jur nu sunt practic expuse la radiații.