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.

Получение

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.

Образование и распад

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:

Иод-131 в окружающей среде

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:

1. Относительно высокое содержание йода-131 среди осколков деления (около 3 %).
2. Период полураспада (8 суток), с одной стороны, достаточно велик, чтобы нуклид распространился по большим площадям, а с другой стороны, достаточно мал, чтобы обеспечить очень высокую удельную активность изотопа — примерно 4.5 ПБк/г.
3. Высокая летучесть. При любых авариях ядерных реакторов в первую очередь улетучиваются инертные радиоактивные газы, затем — йод. Например, при аварии на ЧАЭС, из реактора было выброшено 100 % инертных газов, 20 % йода, 10-13 % цезия, и всего 2-3 % остальных элементов.
4. Йод очень мобилен и практически не образует нерастворимых соединений.
5. Йод является жизненно важным, и в то же время — дефицитным элементом. Поэтому все живые организмы выработали способность концентрировать йод в своем теле.
6. У человека большая часть йода в организме концентрируется в щитовидной железе, имеющей небольшую массу по сравнению со всем телом (12-25 г). Поэтому даже небольшое количество радиойода приводит к высоким дозам локального облучения щитовидной железы.

Радиационные аварии

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].

Нормативы по содержанию иода-131

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].

Лечение и профилактика

Применение в медицинской практике

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].

См. также

• Изотопы иода
• Щитовидная железа
• Рак щитовидной железы

Примечания