27-07-2023
| Иод-131 | |
|---|---|
Схема распада иода-131 (упрощённая) |
|
| Общие сведения | |
| Название, символ | Иод-131, 131I |
| Альтернативные названия | радиойод |
| Нейтронов | 78 |
| Протонов | 53 |
| Свойства нуклида | |
| Атомная масса | 130,9061246(12)[1] а. е. м. |
| Избыток массы | −87 444,4(11)[1] кэВ |
| Удельная энергия связи (на нуклон) | 8 422,309(9)[1] кэВ |
| Период полураспада | 8,02070(11)[2] суток |
| Продукты распада | 131Xe |
| Родительские изотопы | 131Te (β−) |
| Спин и чётность ядра | 7/2+[2] |
| Канал распада | Энергия распада |
| β− | 0,9708(6)[1] МэВ |
Иод-131 (йод-131, 131I), 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.
В связи с бета-распадом, иод-131 вызывает мутации и гибель клеток, в которые он проник, и окружающих тканей на глубину нескольких миллиметров.
Удельная активность этого нуклида составляет приблизительно 4,6·1015 Бк на грамм.
Содержание |
Основные количества 131I получают в ядерных реакторах путём облучения теллуровых мишеней тепловыми нейтронами. Облучение природного теллура позволяет получить почти чистый иод-131 как единственный изотоп с периодом полураспада более нескольких часов.
Иод-131 является дочерним продуктом β−-распада нуклида 131Te (период полураспада последнего составляет 25,0(1)[2] мин):
131I имеет период полураспада 8,02 суток и является бета- и гамма-радиоактивным. Он распадается с испусканием β-частиц с максимальной энергией 0,807 МэВ (наиболее вероятны каналы бета-распада с максимальными энергиями 0,248, 0,334 и 0,606 МэВ и вероятностями соответственно 2,1 %, 7,3 % и 89,9 %), а также с излучением γ-квантов с энергиями от 0,08 до 0,723 МэВ (наиболее характерная гамма-линия, используемая на практике для идентификации иода-131, имеет энергию 364,5 кэВ и излучается в 82 % распадов)[3]; излучаются также конверсионные электроны и рентгеновские кванты. При распаде 131I превращается в стабильный 131Xe:
Выброс иода-131 в окружающую среду происходит в основном в результате ядерных испытаний и аварий на предприятиях атомной энергетики. В связи с коротким периодом полураспада, через несколько месяцев после такого выброса содержание иода-131 опускается ниже порога чувствительности детекторов.
Йод-131 считается наиболее опасным нуклидом, образующимся при делении ядер. Это объясняется следующим набором свойств этого изотопа:
Оценка по радиологическому эквиваленту активности иода-131 принята для определения уровня ядерных событий по шкале INES[4].
Авария на АЭС Фукусима I в марте 2011 вызвала значительный рост содержания 131I в продуктах питания, морской и водопроводной воде в регионах вокруг АЭС. Анализ воды в дренажной системе 2-го энергоблока показал содержание I-131, равное 300 кБк/см3, что превышает установленную в Японии норму по отношению к питьевой воде в 7,5 миллионов раз[5].
Согласно принятым в России нормам радиационной безопасности НРБ-99/2009, решение об ограничении потребления продуктов питания обязательно принимается при удельной активности иода-131 в них, равной 10 кБк/кг (при удельной активности от 1 кБк/кг такое решение может приниматься по усмотрению уполномоченного органа). Для персонала, работающего с источниками радиации, предел годового поступления с воздухом иода-131 составляет 2,6·106 Бк в год (дозовый коэффициент 7,6·10−9Зв/Бк), а допустимая среднегодовая объемная активность в воздухе 1,1·103 Бк/м3 (это относится ко всем соединениям иода, кроме элементарного иода, для которого установлены ограничения соответственно 1,0·106 Бк в год и 4,0·102 Бк/м3, и метилиода CH3I — 1,3·106 Бк в год и 5,3·102 Бк/м3). Для критических групп населения (дети в возрасте 1-2 года) установлены ограничение на поступление иода-131 с воздухом 1,4·104 Бк/год, допустимая среднегодовая объемная активность в воздухе 7,3 Бк/м3, предел поступления с пищей 5,6·103 Бк/год; дозовый коэффициент для этой группы населения составляет 7,2·10−8 Зв/Бк при поступлении иода-131 с воздухом и 1,8·10−7 Зв/Бк — при поступлении с пищей. Для взрослого населения при поступлении иода-131 с водой дозовый коэффициент составляет 2,2·10−8Зв/Бк, а уровень вмешательства[6] 6,2 Бк/л. Для использования открытого источника I-131 его минимально значимая удельная активность (при превышении которой требуется разрешение органов исполнительной власти) равна 100 Бк/г; минимально значимая активность в помещении или на рабочем месте равна 1·106 Бк, ввиду чего иод-131 относится к группе В радионуклидов по радиационной опасности (из четырёх групп, от А до Г, наиболее опасной является группа А). При возможном присутствии иода-131 в воде (в зонах наблюдения радиационных объектов I и II категории по потенциальной опасности) определение его удельной активности в воде является обязательным[7].
Иод-131, как и некоторые радиоактивные изотопы иода (125I, 132I) применяются в медицине для диагностики и лечения заболеваний щитовидной железы[8]. 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[7].
Йод-131.