Йод-131 (йод-131, 131 I)е изкуствен радиоактивен изотоп на йода. Полуживотът е около 8 дни, механизмът на разпадане е бета разпад. За първи път получен през 1938 г. в Бъркли.

Той е един от значимите продукти на делене на уран, плутоний и торий, представляващ до 3% от продуктите на ядрено делене. При ядрени опити и аварии на ядрени реактори той е един от основните краткотрайни радиоактивни замърсители на околната среда. Той представлява голяма радиационна опасност за хората и животните поради способността си да се натрупва в тялото, замествайки естествения йод.

52 131 T e → 53 131 I + e − + ν ¯ e . (\displaystyle \mathrm (()_(52)^(131)Te) \rightarrow \mathrm (()_(53)^(131)I) +e^(-)+(\bar (\nu )) _(д).)

На свой ред телур-131 се образува в естествения телур, когато абсорбира неутрони от стабилния естествен изотоп телур-130, чиято концентрация в естествения телур е 34% при:

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) .)

Касова бележка

Основните количества 131 I се получават в ядрени реактори чрез облъчване на телурови мишени с топлинни неутрони. Облъчването на естествен телур прави възможно получаването на почти чист йод-131 като единствения краен изотоп с период на полуразпад повече от няколко часа.

В Русия 131 I се получава чрез облъчване в Ленинградската АЕЦ в реактори РБМК. Химическото изолиране на 131 I от облъчен телур се извършва в. Обемът на производство позволява да се получи изотоп в количество, достатъчно за извършване на 2-3 хиляди медицински процедури седмично.

Йод-131 в околната среда

Изпускането на йод-131 в околната среда се случва главно в резултат на ядрени опити и аварии в атомни електроцентрали. Поради краткия полуживот, няколко месеца след такова освобождаване, съдържанието на йод-131 пада под прага на чувствителност на детекторите.

Йод-131 се счита за най-опасния за човешкото здраве нуклид, образуван при ядрено делене. Това се обяснява по следния начин:

1. Относително високо съдържание на йод-131 сред фрагментите на делене (около 3%).
2. Времето на полуразпад (8 дни), от една страна, е достатъчно голямо, за да може нуклидът да се разпространи на големи площи, а от друга страна, е достатъчно малко, за да осигури много висока специфична активност на изотопа - прибл. 4,5 PBq/g.
3. Висока волатилност. При всяка авария на ядрени реактори в атмосферата първо излизат инертни радиоактивни газове, а след това йод. Например по време на аварията в атомната електроцентрала в Чернобил от реактора бяха изхвърлени 100% инертни газове, 20% йод, 10-13% цезий и само 2-3% други елементи [ ] .
4. Йодът е много подвижен в естествената среда и практически не образува неразтворими съединения.
5. Йодът е жизненоважен микроелемент и в същото време елемент, чиято концентрация в храната и водата е ниска. Следователно всички живи организми са развили в процеса на еволюция способността да натрупват йод в тялото си.
6. При хората по-голямата част от йода в тялото е концентриран в щитовидната жлеза, но има малка маса в сравнение с телесното тегло (12-25 g). Следователно, дори относително малко количество радиоактивен йод, което навлиза в тялото, води до високо локално облъчване на щитовидната жлеза.

Основните източници на замърсяване на атмосферата с радиоактивен йод са атомните електроцентрали и фармакологичното производство.

Радиационни аварии

Радиологичният еквивалент на активността на йод-131 се използва за определяне на нивото на ядрените събития по скалата INES.

Санитарни стандарти за съдържанието на йод-131

Предотвратяване

Ако йод-131 попадне в тялото, той може да участва в метаболитния процес. В този случай йодът ще остане в тялото за дълго време, увеличавайки продължителността на експозиция. При хората най-голямото натрупване на йод се наблюдава в щитовидната жлеза. За да се сведе до минимум натрупването на радиоактивен йод в организма по време на радиоактивно замърсяване на околната среда, се приемат лекарства, които насищат метаболизма с обикновен стабилен йод. Например получаването на калиев йодид. При прием на калиев йодид едновременно с прием на радиоактивен йод защитният ефект е около 97%; при прием 12 и 24 часа преди контакт с радиоактивно замърсяване - съответно 90% и 70%, при прием 1 и 3 часа след контакт - 85% и 50%, повече от 6 часа - ефектът е незначителен. [ ]

Приложение в медицината

Йод-131, както и някои други радиоактивни изотопи на йод (125 I, 132 I), се използват в медицината за диагностика и лечение на някои заболявания на щитовидната жлеза:

Изотопът се използва за диагностициране на разпространението и лъчева терапия на невробластома, който също е способен да натрупва някои йодни препарати.

В Русия фармацевтичните продукти на базата на 131 I се произвеждат от.

Вижте също

Бележки

1. Audi G., Wapstra A.H., Thibault C.Оценката на атомната маса AME2003 (II). Таблици, графики и препратки (на английски) // Nuclear Physics A . - 2003. - кн. 729 . - С. 337-676. -

Рейтинг: / 29
Подробности Родителска категория: Изключена зона Категория: Радиоактивно замърсяване

Представени са последствията от изпускането на радиоизотоп 131 I след аварията в Чернобил и описание на биологичния ефект на радиоактивния йод върху човешкия организъм.

Биологично действие на радиойод

Йод-131- радионуклид с период на полуразпад 8,04 дни, бета и гама излъчвател. Поради високата си летливост почти целият йод-131, присъстващ в реактора (7,3 MKi), е изпуснат в атмосферата. Биологичното му действие е свързано с особеностите на функциониране щитовидната жлеза. Неговите хормони - тироксин и трийодтиреоаин - съдържат йодни атоми. Следователно, обикновено щитовидната жлеза абсорбира около 50% от йода, постъпващ в тялото. Естествено, желязото не различава радиоактивните изотопи на йода от стабилните. Щитовидната жлеза на децата е три пъти по-активна в усвояването на попадналия в организма радиоактивен йод. Освен това, йод-131лесно преминава през плацентата и се натрупва в жлезите на плода.

Натрупването на големи количества йод-131 в щитовидната жлеза води до радиационно уврежданесекреторен епител и до хипотиреоидизъм - дисфункция на щитовидната жлеза. Увеличава се и рискът от злокачествено израждане на тъканите. Минималната доза, при която съществува риск от развитие на хипотиреоидизъм при деца, е 300 rad, при възрастни - 3400 rad. Минималните дози, при които има риск от развитие на тумори на щитовидната жлеза, са от порядъка на 10-100 rad. Рискът е най-голям при дози 1200-1500 rad. При жените рискът от развитие на тумори е четири пъти по-висок, отколкото при мъжете, при децата три до четири пъти по-висок, отколкото при възрастните.

Големината и скоростта на абсорбция, натрупването на радионуклида в органите, скоростта на отделяне от тялото зависят от възрастта, пола, съдържанието на стабилен йод в храната и други фактори. В тази връзка, когато едно и също количество радиоактивен йод попадне в организма, погълнатите дози се различават значително. Особено големи дози се образуват в щитовидната жлезадеца, което е свързано с малкия размер на тялото, и може да бъде 2-10 пъти по-висока от дозата на облъчване на жлезата при възрастни.

Предотвратяване на приема на йод-131 в човешкото тяло

Ефективно предотвратява навлизането на радиоактивен йод в щитовидната жлеза чрез прием на стабилни йодни препарати. В същото време жлезата е напълно наситена с йод и отхвърля радиоизотопите, попаднали в тялото. Приемът на стабилен йод дори 6 часа след еднократен прием на 131 I може да намали потенциалната доза за щитовидната жлеза около половината, но ако йодната профилактика се отложи за един ден, ефектът ще бъде малък.

Допускане йод-131в човешкото тяло може да възникне главно по два начина: вдишване, т.е. през белите дробове и през устата чрез консумираното мляко и листни зеленчуци.

Замърсяване на околната среда 131 I след аварията в Чернобил

Интензивен пролапс 131 Iв град Припят очевидно започна в нощта на 26 срещу 27 април. Навлизането му в тялото на жителите на града става чрез вдишване и следователно зависи от времето, прекарано на открито, и от степента на вентилация на помещенията.

Значително по-тежко е положението в селата, попаднали в зоната на радиоактивни отпадъци. Поради неяснотата на радиационната обстановка не всички селски жители са получили йодна профилактика своевременно. Основният път за влизане131 I в тялото беше храна, с мляко (до 60% според някои данни, според други данни - до 90%). Това радионуклидсе появи в млякото на кравите още на втория или третия ден след инцидента. Трябва да се отбележи, че кравата ежедневно яде храна от площ от 150 m 2 на пасище и е идеален концентратор на радионуклиди в млякото. На 30 април 1986 г. Министерството на здравеопазването на СССР издава препоръки за обща забрана за консумация на мляко от пасищни крави във всички райони, съседни на зоната на аварията. В Беларус говедата все още се държаха в боксове, но в Украйна кравите вече бяха на паша. В държавните предприятия тази забрана работи, но в частните ферми мерките за забрана обикновено работят по-зле. Трябва да се отбележи, че в Украйна тогава около 30% от млякото се консумира от лични крави. Още в първите дни беше определен стандарт за съдържанието на йод-13I в млякото, при който дозата за щитовидната жлеза не трябва да надвишава 30 rem. През първите седмици след аварията концентрацията на радиоактивен йод в отделни проби мляко надвишава този стандарт десетки и стотици пъти.

Следните факти могат да ви помогнат да си представите мащаба на замърсяването на околната среда с йод-131. Съгласно съществуващите стандарти, ако плътността на замърсяване в пасището достигне 7 Ci/km 2, консумацията на замърсени продукти трябва да бъде изключена или ограничена, добитъкът трябва да бъде прехвърлен на незамърсени пасища или фураж. На десетия ден след аварията (когато е преминал един период на полуразпад на йод-131), Киевска, Житомирска и Гомелска области на Украинската ССР, целият запад на Беларус, Калининградска област, Западна Литва и Североизточна Полша попадат под това действие стандартен.

Ако плътността на замърсяване е в рамките на 0,7-7 Ci/km2, тогава решението трябва да се вземе в зависимост от конкретната ситуация. Такива гъстоти на замърсяване бяха почти в цяла десния бряг на Украйна, в цяла Беларус, балтийските държави, в Брянска и Орловска области на RSFSR, в източната част на Румъния и Полша, югоизточна Швеция и югозападна Финландия.

Спешна помощ при заразяване с радиоактивен йод.

При работа в замърсена с радиоизотопи на йод зона, с цел профилактика, дневен прием на калиев йодид 0,25 g (под лекарски контрол). Обеззаразяване на кожата със сапун и вода, измиване на назофаринкса и устната кухина. При навлизане на радионуклиди в тялото - вътре калиев йодид 0,2 g, натриев йодид 02,0 g, сиодин 0,5 или тереостатици (калиев перхлорат 0,25 g). Повръщане или стомашна промивка. Отхрачващи средства с многократно приложение на йодни соли и стереостатици. Обилно пиене, диуретици.

Литература:

Чернобил не пуска… (към 50-годишнината от радиоекологичните изследвания в Република Коми). - Сиктивкар, 2009 г. - 120 с.

Тихомиров Ф.А. Радиоекология на йода. М., 1983. 88 с.

Кардис и др., 2005 г. Риск от рак на щитовидната жлеза след излагане на 131I в детството - Cardis et al. 97 (10): 724 - JNCI Journal на Националния институт по рака

По време на деленето се образуват различни изотопи, може да се каже, половината от периодичната таблица. Вероятността за производство на изотопи е различна. Някои изотопи са по-склонни да се образуват, други много по-малко (вижте фигурата). Почти всички са радиоактивни. Повечето от тях обаче имат много кратък полуживот (минути или по-малко) и бързо се разпадат на стабилни изотопи. Сред тях обаче има изотопи, които, от една страна, се образуват лесно при делене, а от друга страна, имат период на полуразпад от дни и дори години. Те са основната опасност за нас. Дейност, т.е. броят на разпадите за единица време и съответно броят на "радиоактивните частици", алфа и/или бета и/или гама, е обратно пропорционален на времето на полуразпад. Така, ако има еднакъв брой изотопи, активността на изотоп с по-кратък полуживот ще бъде по-висока, отколкото с по-дълъг. Но активността на изотоп с по-кратък полуживот ще спадне по-бързо от изотоп с по-дълъг. Йод-131 се образува по време на делене с приблизително същия "лов" като цезий-137. Но йод-131 има период на полуразпад от "само" 8 дни, докато цезий-137 има около 30 години. В процеса на делене на уран, първоначално броят на неговите продукти на делене, както йод, така и цезий, се увеличава, но скоро равновесието достига до йод - колко се образува, толкова се разпада. При цезий-137, поради относително дългия му полуживот, това равновесие далеч не е постигнато. Сега, ако е имало освобождаване на продукти от разпадане във външната среда, в началните моменти на тези два изотопа, йод-131 представлява най-голямата опасност. Първо, поради особеностите на деленето се образува много от него (виж фиг.), И второ, поради относително краткия период на полуразпад, неговата активност е висока. С течение на времето (след 40 дни) активността му ще намалее 32 пъти и скоро практически няма да се вижда. Но цезий-137 в началото може да не "свети" толкова много, но активността му ще отшуми много по-бавно.
По-долу са най-популярните изотопи, които представляват опасност в случай на аварии в атомни електроцентрали.

радиоактивен йод

Сред 20-те радиоизотопи на йод, образувани при реакциите на делене на уран и плутоний, специално място заема 131-135 I (T 1/2 = 8,04 дни; 2,3 часа; 20,8 часа; 52,6 минути; 6,61 часа), характеризиращ се с висок добив при реакции на делене, висока миграционна способност и бионаличност. При нормален режим на работа на атомните електроцентрали изхвърлянията на радионуклиди, включително радиоизотопи на йод, са малки. В аварийни условия, както се вижда от големи аварии, радиоактивният йод, като източник на външно и вътрешно облъчване, е основният увреждащ фактор в началния период на аварията.

Опростена схема за разпадане на йод-131. При разпадането на йод-131 се получават електрони с енергия до 606 keV и гама-кванти, главно с енергия 634 и 364 keV.

Основният източник на прием на радиоактивен йод за населението в зоните на радионуклидно замърсяване са местните храни от растителен и животински произход. Човек може да получи радиойод по веригите:

• растения → човек,
• растения → животни → човек,
• вода → хидробионти → човек.

Повърхностно замърсеното мляко, пресните млечни продукти и листните зеленчуци обикновено са основният източник на прием на радиойод за населението. Усвояването на нуклида от растенията от почвата, предвид краткия му период на живот, няма практическо значение.

При козите и овцете съдържанието на радиоактивен йод в млякото е няколко пъти по-високо, отколкото при кравите. Стотни от входящия радиоактивен йод се натрупват в животинското месо. В яйцата на птиците се натрупват значителни количества радиоактивен йод. Коефициентите на натрупване (излишък над съдържанието във вода) 131 I в морски риби, водорасли, мекотели достигат съответно 10, 200-500, 10-70.

Практически интерес представляват изотопите 131-135 I. Тяхната токсичност е ниска в сравнение с други радиоизотопи, особено алфа-излъчващите. При перорален прием на 131 I в количество от 55, 18 и 5 MBq/kg телесно тегло могат да се очакват остри радиационни увреждания от тежка, средна и лека степен при възрастен. Токсичността на радионуклида при инхалационен прием е приблизително два пъти по-висока, което е свързано с по-голяма площ на контактно бета облъчване.

В патологичния процес са включени всички органи и системи, особено тежко увреждане на щитовидната жлеза, където се образуват най-високи дози. Дозите на облъчване на щитовидната жлеза при деца поради малката й маса при получаване на същото количество радиоактивен йод са много по-високи, отколкото при възрастни (масата на жлезата при деца, в зависимост от възрастта, е 1: 5-7 g, в възрастни - 20 g).

Радиоактивен йод Радиоактивният йод съдържа много по-подробна информация, която по-специално може да бъде полезна за медицински специалисти.

радиоактивен цезий

Радиоактивният цезий е един от основните дозообразуващи радионуклиди на продуктите на делене на уран и плутоний. Нуклидът се характеризира с висока миграционна способност в околната среда, включително хранителните вериги. Основният източник на прием на радиоцезий за хората е храната от животински и растителен произход. Радиоактивният цезий, доставен на животните със замърсена храна, се натрупва главно в мускулната тъкан (до 80%) и в скелета (10%).

След разпадането на радиоактивните изотопи на йода, радиоактивният цезий е основният източник на външно и вътрешно облъчване.

При козите и овцете съдържанието на радиоактивен цезий в млякото е няколко пъти по-високо, отколкото при кравите. В значителни количества се натрупва в яйцата на птиците. Коефициентите на натрупване (излишък над съдържанието във вода) на 137 Cs в мускулите на рибата достигат 1000 или повече, в мекотелите - 100-700,
ракообразни - 50-1200, водни растения - 100-10000.

Приемът на цезий от човек зависи от естеството на диетата. След аварията в Чернобил през 1990 г. приносът на различни продукти към средния дневен прием на радиоцезий в най-замърсените райони на Беларус е както следва: мляко - 19%, месо - 9%, риба - 0,5%, картофи - 46% , зеленчуци - 7,5%, плодове и плодове - 5%, хляб и хлебни изделия - 13%. Повишено съдържание на радиоцезий се регистрира при жители, които консумират големи количества "дарове на природата" (гъби, горски плодове и особено дивеч).

Радиоцезият, постъпващ в тялото, се разпределя относително равномерно, което води до почти равномерно облъчване на органи и тъкани. Това се улеснява от високата проникваща способност на гама-квантите на неговия дъщерен нуклид 137m Ba, който е приблизително 12 cm.

В оригиналната статия на И.Я. Василенко, О.И. Василенко. Radioactive cesium съдържа много по-подробна информация за радиоактивния цезий, която по-специално може да бъде полезна за медицински специалисти.

радиоактивен стронций

След радиоактивните изотопи на йода и цезия, следващият по важност елемент, чиито радиоактивни изотопи допринасят най-много за замърсяването, е стронций. Делът на стронций в облъчването обаче е много по-малък.

Естественият стронций принадлежи към микроелементите и се състои от смес от четири стабилни изотопа 84Sr (0,56%), 86Sr (9,96%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82,0%). Според физикохимичните свойства той е аналог на калция. Стронций се намира във всички растителни и животински организми. Тялото на възрастен човек съдържа около 0,3 g стронций. Почти всичко е в скелета.

При нормална експлоатация на атомните електроцентрали изхвърлянията на радионуклиди са незначителни. Те се дължат главно на газообразни радионуклиди (радиоактивни благородни газове, 14 C, тритий и йод). При аварии, особено големи, изхвърлянията на радионуклиди, включително радиоизотопи на стронций, могат да бъдат значителни.

Най-голям практически интерес представляват 89 Sr (T 1/2 = 50,5 дни) и 90 Sr (T 1/2 = 29,1 години), характеризиращ се с висок добив в реакциите на делене на уран и плутоний. Както 89 Sr, така и 90 Sr са бета излъчватели. Разпадането на 89 Sr произвежда стабилен изотоп на итрий (89 Y). Разпадането на 90 Sr произвежда бета-активен 90 Y, който от своя страна се разпада, за да образува стабилен изотоп на цирконий (90 Zr).

C схема на веригата на разпад 90 Sr → 90 Y → 90 Zr. Разпадането на стронций-90 произвежда електрони с енергия до 546 keV; последващото разпадане на итрий-90 произвежда електрони с енергия до 2,28 MeV.

В началния период 89 Sr е един от компонентите на замърсяването на околната среда в зоните на почти изпадане на радионуклиди. Въпреки това, 89 Sr има относително кратък полуживот и с течение на времето 90 Sr започва да преобладава.

Животните получават радиоактивен стронций главно с храна и в по-малка степен с вода (около 2%). Освен в скелета, най-високата концентрация на стронций е отбелязана в черния дроб и бъбреците, минималната - в мускулите и особено в мазнините, където концентрацията е 4-6 пъти по-ниска, отколкото в другите меки тъкани.

Радиоактивният стронций принадлежи към остеотропните биологично опасни радионуклиди. Като чист бета излъчвател, той представлява основната опасност, когато попадне в тялото. Нуклидът се доставя основно на населението със замърсени продукти. Пътят на вдишване е по-малко важен. Радиостронцият се отлага селективно в костите, особено при деца, излагайки костите и съдържащия се в тях костен мозък на постоянна радиация.

Всичко е описано подробно в оригиналната статия на I.Ya. Василенко, О.И. Василенко. Радиоактивен стронций.

Радиоактивен изотоп: Цезий-137

Ефект върху тялото

Цезий-137 е радиоактивен изотоп на елемента цезий и има период на полуразпад от 30 години. Този радионуклид е открит за първи път с помощта на оптична спектроскопия през 1860 г. Известен е солиден брой изотопи на този елемент - 39. Най-дълъг "период на полуразпад" (извинете за каламбура) е изотопът цезий-135, дълъг 2,3 милиона години.

Най-използваният изотоп на цезий в ядрените оръжия и ядрените реактори е цезий-137, който се получава от разтвори на преработени радиоактивни отпадъци. По време на ядрени тестове или аварии в атомни електроцентрали този радионуклид не е против да излезе в околната среда. На ядрени подводници и ледоразбивачи той се използва широко, така че от време на време може да навлезе във водите на океаните, замърсявайки ги.

Цезий-137 навлиза в човешкото тяло, когато човек диша или яде. Най-много обича да се установява в мускулната тъкан (до 80%), а останалата част от количеството му се разпределя в други тъкани и органи.

Най-близките приятели на цезий-137 (по отношение на химичния състав) са такива индивиди като калий и рубидий. В хода на еволюцията човечеството се научи да използва широко цезий-137, например в медицината (лечение на тумори), при стерилизацията на хранителни продукти, а също и в измервателната техника.

Поглеждайки назад в историята, може да се види, че промишлените аварии са причинили най-големите изпускания на цезий в околната среда. През 1950 г. в предприятието Маяк възниква непланирана авария и цезий-137 в количество 12,4 PBC (Petabekkerel) се освобождава. Емисиите на този опасен радиоактивен елемент по време на аварията в Чернобилската атомна електроцентрала обаче са десетки пъти по-големи - 270 PBC. Радиоактивният цезий-137, заедно с други не по-малко опасни елементи, напуснаха реактора, разкъсан от експлозията, и излетяха в атмосферата, за да паднат обратно на земята и огледалата на реки и езера на голяма площ и много далеч от мястото на катастрофата. Именно от този изотоп зависи пригодността на почвите за живеене и възможността за извършване на земеделие. Заедно с други, не по-малко опасни радиоактивни елементи, през 1986 г. цезий-137 направи живота в 30-километровата зона около разрушената атомна електроцентрала в Чернобил смъртоносен и принуди хората да напуснат домовете си и да изградят живота си наново в чужда земя.

Радиоактивен изотоп: Йод-131

Йод-131 има период на полуразпад от 8 дни, така че този радионуклид представлява най-голямата опасност за всички живи същества през първия месец след попадането му в околната среда. Подобно на цезий-137, йод-131 обикновено се отделя след тест на ядрено оръжие или в резултат на авария в атомна електроцентрала.

По време на аварията в атомната електроцентрала в Чернобил целият йод-131, който беше в ядрения реактор, беше изпуснат в атмосферата, така че още на следващия ден след бедствието повечето хора в опасната зона получиха дози радиоактивно облъчване чрез вдишване на замърсени въздух и междувременно прием на прясно , но вече радиоактивно краве мляко. Кравите нямаха нищо общо с това и никой не вдигна ръка или отвори уста, за да ги обвини, че са яли на пасище с радиоактивна трева. И дори чрез спешно премахване на млякото от продажба, не би било възможно да се спаси населението от радиоактивно облъчване, тъй като около една трета от населението, живеещо в района на атомната електроцентрала в Чернобил, яде мляко, получено от лични крави.

Трябва да припомним, че заразяването на населението с радиоактивен йод вече е имало в историята много преди катастрофата в Чернобил. И така, през 50-те и 60-те години на ХХ век в Съединените щати бяха извършени мащабни ядрени опити и резултатите не закъсняха. В щата Невада голям брой жители развиха рак, а причината за това беше прост и непретенциозен във всички отношения радиоактивен елемент - йод-131.

Веднъж попаднал в човешкото тяло, йод-131 се натрупва предимно в щитовидната жлеза, така че този орган страда най-много. Дори малко количество радиоактивен йод, което влиза в човека главно с храната (особено млякото), влияе неблагоприятно на здравето на този най-важен орган и може да причини рак на щитовидната жлеза в напреднала възраст.

Радиоактивен изотоп: америций-241

Америций-241 има доста дълъг период на полуразпад от 432 години. Този сребристо бял метал е кръстен на Америка и има изключителната способност да свети в тъмното благодарение на алфа радиацията. В промишлеността америцийът намира своето приложение, например ви позволява да създавате контролни и измервателни инструменти, способни да измерват дебелината на листово стъкло или алуминиева и стоманена лента. В детекторите за дим този изотоп също намира своето приложение. Оловна плоча с дебелина само 1 см може надеждно да защити човек от радиоактивно лъчение, излъчвано от америций. В медицината америциумът помага за откриване на заболявания на щитовидната жлеза на човека, поради факта, че стабилният йод, намиращ се в щитовидната жлеза, започва да излъчва слаби рентгенови лъчи.

Плутоний-241 присъства в значителни количества в оръжейния плутоний и именно той е основният доставчик на изотопа америций-241. В резултат на разпадането на плутоний, америций постепенно се натрупва в първоначалното вещество.

Например, в прясно произведения плутоний може да се намери само 1% америций, а в плутоний, който вече е работил в ядрен реактор, плутоний-241 може да присъства в количество от 25%. И след няколко десетилетия целият плутоний ще се разпадне и ще се превърне в америций-241. Животът на америция може да се характеризира като доста кратък, но с доста висок топлинен добив и висока радиоактивност.

Когато бъде изпуснат в околната среда, америций-241 проявява много висока подвижност и е силно разтворим във вода. Следователно, когато попадне в човешкото тяло, тези качества му позволяват бързо да се разпространи през органите с кръвния поток и да се установи в бъбреците, черния дроб и костите. Най-лесният начин за навлизане на америций в човешкото тяло е през белите дробове по време на дишане. След аварията в атомната електроцентрала в Чернобил америций-241 присъства не само в отровения въздух, но и се утаява в почвата, в резултат на което успява да се натрупа в растенията. За следващите поколения жители на Украйна това не беше много радостно събитие, като се има предвид 432-годишният период на полуразпад на този радиоактивен изотоп.

Радиоактивен изотоп: плутоний

През 1940 г. е открит елементът плутоний с пореден номер 94, през същата година са открити неговите изотопи: плутоний-238, който има период на полуразпад 90 години, и плутоний-239, който се разпада наполовина за 24 хиляди години. В естествения уран плутоний-239 може да се намери в следи от количества и се образува там, когато ядрото на плутоний-238 улови един неутрон. В цериевата руда могат да бъдат намерени изключително малки количества от друг изотоп на този радионуклид: плутоний-244. Този елемент изглежда се е образувал по време на формирането на Земята, с период на полуразпад от 80 милиона години.

На външен вид плутоният изглежда като сребрист метал, много тежък, когато се държи в ръка. При наличие дори на лека влажност той бързо се окислява и корозира, но ръждясва много по-бавно в чист кислород или в присъствието на сух въздух, тъй като при директно излагане на кислород върху повърхността му се образува оксиден слой, който предотвратява по-нататъшното окисляване . Поради своята радиоактивност, парче плутоний, лежащо в дланта на ръката ви, ще бъде топло на допир. И ако поставите такова парче в термично изолирано пространство, то ще се нагрее до температура над 100 градуса по Целзий без външна помощ.

От икономическа гледна точка плутоният не е конкурентен на урана, тъй като нискообогатеният уран е много по-евтин от преработката на реакторно гориво за производство на плутоний. Цената за защита на плутония е много висока, за да се предотврати кражбата му, за да се създаде "мръсна" бомба и да се извърши терористичен акт. Към това се добавя наличието на значителни запаси от оръжеен уран в Съединените щати и Русия, който чрез разреждане става подходящ за производство на търговско гориво.

Плутоний-238 има много висока топлинна мощност и има много висока алфа радиоактивност, е много сериозен източник на неутрони. Въпреки че съдържанието на плутоний-238 рядко надвишава една стотна от общото количество плутоний, броят на неутроните, които излъчва, го прави много неприятен за работа.

Плутоний-239 е единственият плутониев изотоп, подходящ за производство на ядрени оръжия. Чистият плутоний-239 има много малка критична маса, около 6 кг, тоест дори от абсолютно чист плутоний е възможно да се направи плутониева бомба. Поради сравнително краткия период на полуразпад, разпадането на този радионуклид освобождава значително количество енергия.

Плутоний-240 е основният замърсител на оръжейния плутоний-239, тъй като има способността за бързо и спонтанно делене. Когато съдържанието на този радионуклид в плутоний-239 е само 1%, се произвеждат толкова много неутрони, че става невъзможно да се направи стабилна бомба с оръдие от такава смес без използването на имплозия. Поради тази причина плутоний-240 не се допуска в стандартен оръжеен плутоний в количества, по-големи от 6,5%. В противен случай, дори при използване на имплозия, сместа ще детонира по-рано, отколкото ще е необходимо за масовото унищожаване на подобни същества.

Плутоний-241 не засяга пряко използваемостта на плутония, тъй като има малък неутронен фон и средна топлинна мощност. Този радионуклид се разпада в рамките на 14 години, след което се превръща в америций-241, който създава много топлина и не може да се разделя интензивно. Ако пълнежът на атомна бомба съдържа плутоний-241, трябва да се има предвид, че след десет години съхранение мощността на заряда на бойната глава ще намалее и самонагряването му ще се увеличи.

Плутоний-242 не се деля добре и при забележима концентрация увеличава неутронния фон и необходимата критична маса. Има способността да се натрупва в преработеното гориво на реактора.

Радиоактивен изотоп: стронций-90

Стронций-90 се разпада наполовина за 29 години и е чист бета емитер, произведен от ядрено делене в ядрени оръжия и ядрени реактори. След разпадането на стронций-90 се образува радиоактивен итрий. По време на аварията в атомната електроцентрала в Чернобил около 0,22 MCi стронций-90 беше изпуснат в атмосферата и именно той стана обект на голямо внимание в хода на разработването на мерки за защита на населението на градовете в Чернобил, Припят, както и жители на населени места, разположени в 30-километровата зона около 4-ти блок на Чернобилската атомна електроцентрала от радиация. В края на краищата, по време на ядрен взрив 35% от цялата активност, попаднала в околната среда, пада върху стронций-90, а в рамките на 20 години след експлозията - 25% от активността. Въпреки това, много преди катастрофата в Чернобил, в производственото обединение Маяк се случи авария и значително количество радионуклид стронций-90 навлезе в атмосферата.

Стронций-90 има разрушителен ефект върху човешкото тяло. По химичен състав той е много подобен на калция и следователно, когато попадне в тялото, той започва да разрушава костната тъкан и костния мозък, което води до лъчева болест. Вътре в човешкото тяло стронций-90 обикновено влиза с храната и само половината от него ще отнеме от 90 до 150 дни, за да се отстрани. В историята най-голямото количество от този опасен изотоп е регистрирано в тялото на жителите на северното полукълбо през 60-те години на XX век, след множество ядрени опити, проведени през 1961-1962 г. След аварията в Чернобилската атомна електроцентрала в Припят, стронций-90 в големи количества попадна във водни басейни, а максимално допустимата концентрация на този радионуклид беше регистрирана в долното течение на река Припят през май 1986 г.



Йод-131 - радионуклид с период на полуразпад 8,04 дни, бета и гама излъчвател. Поради високата си летливост почти целият йод-131, присъстващ в реактора (7,3 MKi), е изпуснат в атмосферата. Биологичното му действие е свързано с функционирането на щитовидната жлеза. Неговите хормони - тироксин и трийодтиреоаин - съдържат йодни атоми. Следователно, обикновено щитовидната жлеза абсорбира около 50% от йода, постъпващ в тялото.Естествено, желязото не различава радиоактивните изотопи на йода от стабилните. . Щитовидната жлеза на децата е три пъти по-активна в усвояването на попадналия в организма радиоактивен йод.В допълнение, йод-131 лесно преминава през плацентата и се натрупва в жлезата на плода.

Натрупването на големи количества йод-131 в щитовидната жлеза води до дисфункция на щитовидната жлеза. Увеличава се и рискът от злокачествено израждане на тъканите. Минималната доза, при която съществува риск от развитие на хипотиреоидизъм при деца, е 300 rad, при възрастни - 3400 rad. Минималните дози, при които има риск от развитие на тумори на щитовидната жлеза, са от порядъка на 10-100 rad. Рискът е най-голям при дози 1200-1500 rad. При жените рискът от развитие на тумори е четири пъти по-висок, отколкото при мъжете, при децата три до четири пъти по-висок, отколкото при възрастните.

Големината и скоростта на абсорбция, натрупването на радионуклида в органите, скоростта на отделяне от тялото зависят от възрастта, пола, съдържанието на стабилен йод в храната и други фактори. В тази връзка, когато едно и също количество радиоактивен йод попадне в организма, погълнатите дози се различават значително. Особено големи дози се образуват в щитовидната жлеза на децата, което е свързано с малкия размер на органа и могат да бъдат 2-10 пъти по-високи от дозата на облъчване на жлезата при възрастни.

Ефективно предотвратява навлизането на радиоактивен йод в щитовидната жлеза чрез прием на стабилни йодни препарати. В същото време жлезата е напълно наситена с йод и отхвърля радиоизотопите, попаднали в тялото. Приемът на стабилен йод дори 6 часа след еднократен прием на 131I може да намали потенциалната доза за щитовидната жлеза около половината, но ако йодната профилактика се отложи за един ден, ефектът ще бъде малък.

Навлизането на йод-131 в човешкото тяло може да стане главно по два начина: вдишване, т.е. през белите дробове и през устата чрез консумираното мляко и листни зеленчуци.

Ефективният полуживот на дългоживеещите изотопи се определя главно от биологичния полуживот, а на краткотрайните изотопи от полуживота. Биологичният полуживот е различен - от няколко часа (криптон, ксенон, радон) до няколко години (скандий, итрий, цирконий, актиний). Ефективният полуживот варира от няколко часа (натрий-24, мед-64), дни (йод-131, фосфор-23, сяра-35) до десетки години (радий-226, стронций-90).

Биологичният полуживот на йод-131 от целия организъм е 138 дни, щитовидната жлеза е 138, черният дроб е 7, далакът е 7, скелетът е 12 дни.

Дългосрочни ефекти - рак на щитовидната жлеза.