Радиоактивный изотоп йода 131 имеет период полураспада. Радиоактивный йод

Радиоактивный йод-131: реальная опасность?

Радиоактивный изотоп йода 131 имеет период полураспада. Радиоактивный йод

Всем известна высокая опасность радиоактивного йода-131, наделавшего много бед после аварий в Чернобыле и Фукусиме-1.

Даже минимальные дозы этого радионуклида вызывают мутации и гибель клеток в организме человека, но особенно сильно от него страдает щитовидная железа.

Образующиеся при его распаде бета- и гамма-частицы, концентрируются в ее тканях, вызывая сильнейшее облучение и образование раковых опухолей.

Радиоактивный йод: что это?

Йод-131 – радиоактивный изотоп обычного йода, получивший название «радиойод».

Благодаря достаточно долгому периоду полураспада (8,04 суток), он быстро распространяется на большие территории, вызывая радиационное заражение почвы и растительности.

Впервые I-131 радиойод был выделен в 1938 году Сиборгом и Ливингудом путем облучения теллура потоком дейтронов и нейтронов. Впоследствии его обнаружил Абельсон среди продуктов деления атомов урана и тория-232.

Источники радиойода

Радиоактивный йод-131 не содержится в природе и поступает в окружающую среду из техногенных источников:

  1. Атомные электростанции.
  2. Фармакологическое производство.
  3. Испытания атомного оружия.

Технологический цикл любого энергетического или промышленного атомного реактора включает деление атомов урана или плутония, в процессе которого в установках накапливается большое количество изотопов йода. Свыше 90% всего семейства нуклидов составляют короткоживущие изотопы йода 132-135, остальная часть приходится на радиоактивный йод-131.

Во время обычной работы атомной электростанции годовой выброс радионуклидов невелик за счет проводимой фильтрации, обеспечивающей распад нуклидов, и оценивается специалистами в 130-360 Гбк.

Если же происходит нарушение герметичности атомного реактора, радиойод, обладая высокой летучестью и мобильностью, сразу поступает в атмосферу вместе с другими инертными газами. В газоарозольном выбросе он по большей части содержится в виде различных органических веществ.

В отличие от неорганических соединений йода, органические производные радионуклида йода-131 представляют наибольшую опасность человека, поскольку легко проникают через липидные мембраны клеточных стенок в организм и в дальнейшем с кровью разносятся по всем органам и тканям.

Крупные аварии, ставшие источником заражения йодом-131

Всего известно о двух крупных авариях на АЭС, ставших источниками загрязнений радиойодом больших территорий, – Чернобыль и Фукусима-1.

Во время Чернобыльской катастрофы весь йод-131, скопившийся в атомном реакторе, был вместе с взрывом выброшен в окружающую среду, что привело к радиационному загрязнению зоны радиусом 30 километров.

Сильные ветры и дожди разнесли радиацию по всему миру, но особенно пострадали территории Украины, Белоруссии, юго-западные области России, Финляндии, Германии, Швеции, Великобритании.

В Японии взрывы на первом, втором, третьем реакторах и четвертом энергоблоке АЭС «Фукусима-1» произошли после сильнейшего землетрясения. В результате нарушения система охлаждения произошло несколько утечек радиации, приведших к 1250-кратному увеличению количества изотопов йода-131 в морской воде на расстоянии 30 км от атомной электростанции.

Еще одним источником радиойода служат испытания ядерного оружия. Так, в 50-60 годах двадцатого века на территории штата Невада в США проводились взрывы ядерных бомб и снарядов.

Ученые заметили, что образующийся в результате взрывов I-131 выпадал в ближайших районах, а в полуглобальных и глобальных выпадениях он практически отсутствовал по причине небольшого периода полураспада.

То есть во время миграций радионуклид успевал разложиться до того, как выпасть вместе с осадками на поверхность Земли.

Биологическое воздействие йода-131 на человека

Радиойод имеет высокую миграционную способность, легко проникает в организм человека с воздухом, пищей и водой, а также поступает через кожу, раны и ожоги.

При этом он быстро всасывается в кровь: спустя час усваивается 80-90% радионуклида.

Большее его количество поглощается щитовидной железой, которая не отличает стабильный йод от его радиоактивных изотопов, а наименьшая часть – мышцами и костями.

К концу суток в щитовидной железе фиксируется до 30% всего поступившего радионуклида, причем процесс накопления напрямую зависит от функционирования органа. Если наблюдается гипотериоз, то радиойод всасывается интенсивнее и аккумулируется в тканях щитовидки в более высоких концентрациях, чем при пониженной функции железы.

В основном йод-131 выводится из тела человека с помощью почек в течение 7 суток, лишь небольшая его часть удаляется вместе с потом и волосами. Известно, что он испаряется через легкие, но до сих пор не известно, сколько его выделяется из организма таким путем.

Токсичность йода-131

Йод-131 – источник опасного β- и γ-облучения в соотношении 9:1, способный вызвать как легкие, так тяжелые радиационные поражения. Причем наиболее опасным считается радионуклид, поступивший в организм с водой и пищей.

Если поглощенная доза радиойода составляет55 МБк/кг от массы тела, возникает острое облучение всего организма. Связано это с большой площадью бета-облучения, которое вызывает патологический процесс во всех органах и тканях.

Особенно сильно повреждается щитовидная железа, интенсивно поглощающая радиоактивные изотопы йода-131 вместе со стабильным йодом.

Проблема развития патологии щитовидной железы стала актуальной и во время аварии на Чернобыльской АЭС, когда население подверглись воздействию I-131.

Люди получили большие дозы радиации, не только вдыхая зараженный воздух, но и употребляя свежее коровье молоко с повышенным содержанием радиойода.

Даже меры, предпринятые властями по исключению из продажи натурального молока, не решили проблемы, поскольку около трети населения продолжало пить молоко, получаемое от собственных коров.

Важно знать!
Особенно сильное облучение щитовидной железы возникает при поступлении молочных продуктов, зараженных радионуклидом йода-131.

В результате облучения снижается функция щитовидной железы с последующим возможным развитием гипотиреоза.

При этом не только повреждается тиреоидный эпителий, где синтезируются гормоны, но и разрушаются нервные клетки и сосуды щитовидной железы.

Резко уменьшается синтез нужных гормонов, нарушается эндокринный статус и гомеостаз всего организма, что может послужить началом развития раковых опухолей щитовидной железы.

Особенно опасен радиойод для детей, поскольку их щитовидная желез намного меньше, чем у взрослого человека.

В зависимости от возраста ребенка, масса может составлять от 1,7 г и до7 г, когда как у взрослого человека – около 20 грамм.

Еще одна особенность заключается в том, что радиационное повреждение эндокринной железы может долгое время находиться в скрытом состоянии и проявиться только при интоксикации, заболевании или в период полового созревания.

Высокий риск заболеть раком щитовидной железы приходится на детей до одного года, получивших высокую дозу облучения изотопом I-131. Причем точно установлено высокая агрессивность опухолей – раковые клетки в течение 2-3 месяцев проникают в окружающие ткани и сосуды, метастазируют в лимфатические узлы шеи и легких.

Важно знать!
У женщин и детей опухоли щитовидной железы встречаются в 2-2,5 раза чаще, чем у мужчин. Скрытый период их развития в зависимости от дозы радиойода, полученной человеком, может достигать 25 и более лет, у детей этот период значительно короче – в среднем около 10 лет.

«Полезный» йод-131

Радиойод, как средство против токсического зоба и раковых опухолей щитовидной железы, начал использоваться еще в 1949 года.

Радиотерапия считается сравнительно безопасным методом лечения, без ее проведения у больных поражаются различные органы и ткани, ухудшается качество жизни и уменьшается ее продолжительность.

Сегодня изотоп I-131 применяется как дополнительный средство, позволяющее бороться с рецидивами этих заболеваний после хирургического вмешательства.

Как и стабильный йод, радиойод накапливается и длительно удерживается клетками щитовидной железы, использующих его для синтеза тиреодиных гормонов.

Поскольку опухоли продолжают выполнять гормонообразующую функцию, они накапливают изотопы йода-131.

При их распаде образуют бета-частицы с пробегом 1-2 мм, которые локально облучают и разрушают клетки щитовидной железы, а окружающие здоровые ткани практически не подвергаются воздействию радиации.

Как уберечься от радиоактивного изотопа I-131?

Населению, проживающему рядом с АЭС или фармакологическим предприятием, необходимо осуществлять в обязательном порядке:

1.Йодную профилактику.

В первую очередь нужно правильно питаться, а во-вторых, принимать соединения йода для предупреждения развития зоба.

2.Радиационный контроль.

Любая атомная электростанция периодически выбрасывает радиойод в окружающую среду. Контролировать его содержание в воздухе можно с помощью радиометра, позволяющего в течение нескольких минут определять концентрацию йода-131.

Это становится все более актуальным, учитывая случай, который произошел в феврале 2017 года, когда большую часть северной и восточной Европы накрыло облако радиоактивного йода.

Учитывая, что для полного распада этого радионуклида требуется около 70 дней, то даже малый его уровень в атмосфере может привести к увеличению концентрации в щитовидной железе и непредсказуемым результатам для здоровья людей.

Источник: https://www.quarta-rad.ru/useful/ekologia-zdorovie/radioactivniy-iyod-131/

Йод 131 – Сайт о болезнях щитовидной железы

Радиоактивный изотоп йода 131 имеет период полураспада. Радиоактивный йод

28.10.2019

Положительно заряженное ядро состоит из нуклонов: протонов (положительных частиц) и нейтронов (нейтральных частиц). Благодаря протонам ядро может притягивать к себе определенное количество электронов с определенной силой. Нейтроны на эту способность ядра никак не влияют.

У каждого атома есть массовое число – сумма количества протонов и нейтронов. У самого распространенного и устойчивого изотопа йода массовое число – 127 – он содержит 74 нейтрона и 53 протона. У изотопа йод-131 массовое число – 131 – нейтронов на четыре больше.

Где его можно встретить?

Йод-131 называют радиойодом. Он очень нестоек – половина его атомов распадается уже через 8 дней. Его получают на ядерных реакторах.

При авариях на Чернобыльской АЭС и на Фукусиме в атмосферу выбрасывала огромные количества йода, что вызывало у людей лучевую болезнь щитовидной железы и тиреотоксикоз.

Однако в малых количествах йод-131 не наносит существенного вреда организму и используется в лечении заболеваний щитовидной железы. Также он используется при диагностике заболеваний щитовидки.

Йод-131 входит в состав таблеток для лечения избыточной функции щитовидки — тиреотоксикоза.

Обычно на один грамм массы органа используется доза от 80 до 150 мкКл (микрокулоны, одна миллионная кулона – единица измерения заряда частицы. Таким зарядом обладает огромное число электронов или протонов: в 6 раз больше частиц, чем единица с 18 нулями!).

Как лучше лечиться: принимать препараты изотопа йода или делать операцию?

Противопоказания для использования изотопа йода немногочисленны – это беременность, почечная недостаточность, нарушения образования лейкоцитов и тромбоцитов. Некоторые исследователи утверждают, что после такого лечения у пациентов случаи возникновения заболеваний сердечно-сосудистой системы возникают чаще, чем перед ним.

По неподтверждённым данным, у пациента может увеличиться пучеглазие после неоднократного приема йода-131.

Другие специалисты утверждают, что процедура не несет вреда здоровью организма. Перед радиойодтерапией то же число пациентов имеет раковые опухоли, что и после нее. Лечение с помощью изотопов не требует оперативного вмешательства и переносится пациентом гораздо легче.

Чаще всего молодым больным делают операцию, а пожилых лечат с помощью радиации, так как люди в возрасте гораздо тяжелее переносят операции, а для молодежи лучше хирургическое удаление, потому что радиация может вызвать неприятные последствия, такие как мутации в половых клетках. Нежелательно такое лечение перед беременностью.

В каких случаях жизненно необходимо лечение изотопами?

Чаще так лечат рак, чем более легкие заболевания, связанные с тиреотоксикозом. Опухоль накапливает изотопы, они распадаются, разрушая ткани опухоли, и рак исчезает. Особенно эффективно это лечение рака на ранних стадиях развития опухоли.

Как правильно принимать препараты?

Препараты йода также выпускают в виде капсул. Пациент должен принять одну таблетку и запить ее одним большим или двумя маленькими стаканами воды.

На что следует обратить внимание: последствия и диета?

Перед лечением вам придется соблюдать специальную диету. Эта диета позволяет любые продукты, кроме богатых йодом.

Источник:

Радиоактивные изотопы, образующиеся при делении

Массовое распределение осколков деления 235U тепловыми нейтронами

    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.

Среди 20 радиоизотопов йода, образующихся в реакциях деления урана и плутония, особое место занимают 131-135I (T1/2 = 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) 131I в морских рыбах, водорослях, моллюсках достигает соответственно 10, 200-500, 10-70.

Практический интерес представляют изотопы 131-135I . 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 131I 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.).

В исходной статье И.Я. Василенко, О.И. Василенко. 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, включая пищевые 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.

Из радиоизотопов цезия наибольшее значение имеет 137Cs, характеризующийся большим выходом в реакциях деления и сроками жизни (T1/2 = 30.2 года) и токсичностью. Он считается одним из наиболее значимых радионуклидов продуктов ядерного деленияЦезий-137 – бета-излучатель со средней энергией бета-частиц 170.8 кэВ. Его дочерний радионуклид 137mBa имеет период полураспада 2.55 мин и испускает при распаде гамма-кванты с энергией 661.6 кэВ. Упрощенная схема распада цезия-137. При распаде цезия-137 образуются электроны с энергиями до 1.17 МэВ и гамма-кванты, в основном с энергией 662 кэВ.

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) 137Cs 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 137mBa, 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 84Sr (0.56 %), 86Sr (9.96 %), 87Sr (7.02 %), 88Sr (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, 14С, тритием и йодом). В условиях аварий, особенно крупных, выбросы радионуклидов, в том числе радиоизотопов стронция, могут быть значительными.

Источник: https://bsmy.ru/zabolevaniya/jod-131.html

Консультант Кузнецов
Добавить комментарий