Йод-131 (йод-131, 131 I)- Штучний радіоактивний ізотоп йоду. Період напіврозпаду близько 8 діб, механізм розпаду – бета-розпад. Вперше отриманий 1938 року в Берклі.

Є одним із значних продуктів розподілу ядер урану, плутонію і торію, становлячи до 3% товарів розподілу ядер. При ядерних випробуваннях та аваріях ядерних реакторів є одним з основних короткоживучих радіоактивних забруднювачів природного середовища. Є великою радіаційною небезпекою для людини і тварин у зв'язку зі здатністю накопичуватися в організмі, замінюючи природний йод.

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

У свою чергу телур-131 утворюється в природному телурі при поглинанні ним нейтронів стабільним природним ізотопом телур-130, концентрація якого в природному телурі становить 34% ат.

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) .)

Отримання

Основні кількості 131 I отримують у ядерних реакторах шляхом опромінення телурових мішеней тепловими нейтронами. Опромінення природного телуру дозволяє отримати майже чистий йод-131 як єдиний кінцевий ізотоп із періодом напіврозпаду більше кількох годин.

У Росії 131 I отримують опроміненням на Ленінградській АЕС у реакторах РБМК. Хімічне виділення 131 I з опроміненого телуру здійснюється у . Обсяг виробництва дозволяє отримати ізотоп у кількості, достатній для виконання 2-3 тисяч медичних процедур на тиждень.

Йод-131 у навколишньому середовищі

Викид йоду-131 в довкілля відбувається в основному в результаті ядерних випробувань та аварій на підприємствах атомної енергетики. У зв'язку з коротким періодом напіврозпаду через кілька місяців після такого викиду вміст йоду-131 опускається нижче порога чутливості детекторів.

Йод-131 вважається найбільш небезпечним для здоров'я людей нуклідом, що утворюється при розподілі ядер. Це пояснюється так:

1. Відносно високим вмістом йоду-131 серед уламків поділу (близько 3%).
2. Період напіврозпаду (8 діб), з одного боку, досить великий, щоб нуклід поширився великими площами, а з іншого боку, досить малий, щоб забезпечити дуже високу питому активність ізотопу - приблизно 4,5 ПБк/г.
3. Висока леткість. При будь-яких аваріях ядерних реакторів в першу чергу в атмосферу випаровуються інертні радіоактивні гази, потім - йод. Наприклад, при аварії на ЧАЕС з реактора було викинуто 100 % інертних газів, 20 % йоду, 10-13 % цезію та всього 2-3 % інших елементів [ ] .
4. Йод дуже рухливий у природному середовищі і практично не утворює нерозчинних сполук.
5. Йод є життєво важливим мікроелементом, і в той же час - елементом, концентрація якого в їжі та воді невелика. Тому всі живі організми виробили у процесі еволюції здатність накопичувати йод у своєму тілі.
6. У людини більша частина йоду в організмі концентрується в щитовидній залозі, але має невелику масу в порівнянні з масою тіла (12-25 г). Тому навіть відносно невелика кількість радіоактивного йоду, що надійшов до організму, призводить до високого локального опромінення щитовидної залози.

Основним джерелом забруднення атмосфери радіоактивним йодом є атомні електростанції та фармакологічне виробництво.

Радіаційні аварії

Оцінку за радіологічним еквівалентом активності йоду-131 прийнято визначення рівня ядерних подій за шкалою INES .

Санітарні нормативи щодо змісту йоду-131

Профілактика

У разі потрапляння йоду-131 в організм можливе залучення його до обміну речовин. При цьому йод затримається в організмі тривалий час, збільшуючи тривалість опромінення. У людини найбільше накопичення йоду спостерігається у щитовидній залозі. Щоб мінімізувати накопичення радіоактивного йоду в організмі при радіоактивному забрудненні навколишнього середовища, приймають препарати, що насичують обмін речовин звичайним стабільним йодом. Наприклад, препарат йодиду калію. При прийомі йодиду калію одночасно з надходженням радіоактивного йоду захисний ефект становить близько 97%; при прийомі за 12 і 24 год до контакту з радіоактивним забрудненням - 90% і 70% відповідно, при прийомі через 1 і 3 години після контакту - 85% і 50%, більш ніж через 6 год - ефект незначний. [ ]

Застосування у медицині

Йод-131, як і деякі інші радіоактивні ізотопи йоду (125 I, 132 I) застосовуються в медицині для діагностики та лікування деяких захворювань щитовидної залози:

Ізотоп застосовується для діагностики поширення та променевої терапії нейробластоми, яка також здатна накопичувати деякі препарати йоду.

У Росії фармпрепарати на основі 131 I виробляє.

Див. також

Примітки

1. Audi G., Wapstra A. H., Thibault C. The AME2003 atomic mass evaluation (II). Tables, graphs, and references (англ.) // Nuclear Physics A . – 2003. – Vol. 729 . - P. 337-676. -

Рейтинг: / 29
Батьківська категорія: Зона відчуження Категорія: Радіоактивне забруднення

Наведено наслідки викиду радіоізотопу 131 I після аварії на ЧАЕС та опис біологічної дії радіойоду на організм людини.

Біологічна дія радіойоду

Йод-131- радіонуклід з періодом напіврозпаду 8.04 діб., бета- та гамма-випромінювач. Внаслідок високої летючості практично весь йод-131, що був у реакторі (7,3 МКі), був викинутий в атмосферу. Його біологічна дія пов'язана з особливостями функціонування щитовидної залози. Її гормони – тироксин та трийодтірояїн – мають у своєму складі атоми йоду. Тому в нормі щитовидна залоза поглинає близько 50% йоду, що надходить в організм. Звісно, ​​заліза не відрізняє радіоактивні ізотопи йоду від стабільних. Щитовидна залоза дітей утричі активніше поглинає радіойод, що потрапив в організм. Крім того, йод-131легко проникає через плаценту та накопичується у залозі плода.

Нагромадження у щитовидній залозі великих кількостей йоду-131 веде до радіаційної поразкисекреторного епітелію та до гіпотиреозу – дисфункції щитовидної залози. Зростає також ризик злоякісного переродження тканин. Мінімальна доза, при якій є ризик розвитку гіпотиреозу у дітей – 300 рад, у дорослих – 3400 рад. Мінімальні дози, у яких виникає ризик розвитку пухлин щитовидної залози, перебувають у діапазоні 10-100 рад. Найбільший ризик при дозах 1200-1500 рад. У жінок ризик розвитку пухлин у чотири рази вищий, ніж у чоловіків, у дітей у три-чотири рази вищий, ніж у дорослих.

Величина та швидкість всмоктування, накопичення радіонукліду в органах, швидкість виведення з організму залежать від віку, статі, вмісту стабільного йоду в дієті та інших факторів. У зв'язку з цим при надходженні в організм однакової кількості радіоактивного йоду поглинені дози значно різняться. Особливо великі дози формуються в щитовидної залозидітей, що пов'язано з малими розмірами органу, та можу у 2-10 разів перевищувати дози опромінення залози у дорослих.

Профілактика надходження йоду-131 в організм людини

Ефективно запобігає надходженню радіоактивного йоду до щитовидної залози прийом препаратів стабільного йоду. При цьому заліза повністю насичується йодом і відкидає радіоізотопи, що потрапили в організм. Прийом стабільного йоду навіть через 6 годин після разового надходження 131 I може знизити потенційну дозу на щитовидну залозу приблизно вдвічі, але якщо відкласти йодопрофілактику на добу, ефект буде невеликим.

Вступ йоду-131в організм людини може статися переважно двома шляхами: інгаляційним, тобто. через легені, і пероральним – через споживані молоко та листові овочі.

Забруднення довкілля 131 І після аварії на ЧАЕС

Інтенсивне випадання 131 Iу місті Прип'ять почалося, мабуть, у ніч з 26 на 27 квітня. Надходження його до організму жителів міста відбувалося інгаляційним шляхом, а отже - залежало від часу перебування на відкритому повітрі та від ступеня провітрювання приміщень.

Значно серйознішою була ситуація в селах, що потрапили до зони радіоактивних випадень. Внаслідок неясності радіаційної обстановки не всім сільським мешканцям своєчасно проведено йодну профілактику. Основним шляхом надходження131 I в організм був харчовий, з молоком (до 60% за одними даними, за іншими даними - до 90%). Цей радіонуклідз'явився в молоці корів вже на другу-третю добу після аварії. Слід зазначити, що корова щодобово з'їдає корм корм з площі 150 м 2 і є ідеальним концентратором радіонуклідів у молоці. 30 квітня 1986 р. МОЗ СРСР було надано рекомендації про повсюдну заборону споживання молока від корів, що знаходяться на пасовищах, у всіх районах, що примикають до зони аварії. У Білорусії худоба ще перебувала на стійловому утриманні, але в Україні корови вже паслися. На державних підприємствах ця заборона спрацювала, а от у особистих господарствах заборонені заходи зазвичай спрацьовують гірше. Слід зазначити, що в Україні тоді близько 30% молока споживалося від особистих корів. У перші ж дні було встановлено норматив на вміст йоду-13I у молоці, за дотримання якого доза на щитовидну залозу не повинна була перевищити 30 бер. У перші тижні після аварії концентрація радіойоду в окремих пробах молока перевищувала цей норматив у десятки та сотні разів.

Уявити масштаби забруднення природного середовища йодом-131 можуть допомогти такі факти. За існуючими нормативами, якщо щільність забруднення на пасовищі досягає 7 Кі/км 2 , слід виключити або обмежити вживання забруднених продуктів, перевести худобу на незабруднені пасовища або фуражні корми. На десятий день після аварії (коли пройшов один період напіврозпаду йоду-131) під дію цього нормативу потрапляли Київська, житомирська та Гомельська області УРСР, весь захід Білорусії, Калінінградська область, захід Литви та північний схід Польщі.

Якщо щільність забруднення лежить у межах 0.7-7 Кі/км 2 то рішення слід приймати в залежності від конкретної обстановки. Такі щільності забруднення були майже по всій Правобережній Україні, по всій Білорусії, Прибалтиці, Брянській та Орловській областях РРФСР, на сході Румунії та Польщі, південному сході Швеції та південному заході Фінляндії.

Невідкладна допомога під час забруднення радіойодом.

При роботі в зоні, забрудненій радіоізотопами йоду, з метою профілактики прийом щодня йодиду калію 0,25 г (під лікарським наглядом). Дезактивація шкірних покривів водою з милом, промивання носоглотки та порожнини рота. При надходженні радіонуклідів в організм – всередину йодид калію 0,2 г, йодид натрію 02, г., сайодін 0,5 або тереостатики (перхлорат 0,25 г калію). Блювотні засоби чи промивання шлунка. Відхаркувальні з повторним призначенням йодистих солей та тереостатиків. Рясне пиття, сечогінні.

Література:

Чорнобиль не відпускає… (до 50-річчя радіоекологічних досліджень у Республіці Комі). - Сиктивкар, 2009 - 120 с.

Тихомиров Ф.А. Радіоекологія йоду. М., 1983. 88 з.

Cardis et al., 2005 рік. Risk of Thyroid Cancer After Exposure to 131I in Childhood - Cardis et al. 97 (10): 724 - JNCI Journal of the National Cancer Institute

При розподілі утворюються різноманітні ізотопи, можна сказати, половина таблиці Менделєєва. Імовірність утворення ізотопів різна. Якісь ізотопи утворюються з більшою ймовірністю, якісь із набагато меншою (див. рисунок). Майже всі вони радіоактивні. Однак у більшості з них періоди напіврозпаду дуже маленькі (хвилини або ще менше) і вони швидко розпадаються у стабільні ізотопи. Однак, серед них є ізотопи, які з одного боку охоче утворюються при розподілі, а з іншого мають періоди напіврозпаду днів і навіть років. Саме вони становлять для нас основну небезпеку. активність, тобто. кількість розпадів в одиницю часу і відповідно кількість "радіоактивних частинок", альфа та/або бета та/або гама, обернено пропорційна періоду напіврозпаду. Таким чином, якщо є однакова кількість ізотопів, активність ізотопу з меншим періодом напіврозпаду буде вищою, ніж з більшим. Але активність ізотопу з меншим періодом напіврозпаду спадатиме швидше, ніж із більшим. Йод-131 утворюється при розподілі з приблизно таким же "полюванням" як і цезій-137. Але у йоду-131 період напіврозпаду "всього" 8 діб, а у цезію-137 близько 30 років. У процесі поділу урану, спочатку кількість продуктів його поділу, і йоду і цезію зростає, але незабаром для йоду настає рівновага - Скільки його утворюється, стільки і розпадається. З цезієм-137, через його відносно значний період напіврозпаду, до цього рівноваги далеко. Тепер, якщо відбувся викид продуктів розпаду у зовнішнє середовище, у початкові моменти з цих двох ізотопів найбільшу небезпеку становить йод-131. По-перше, через особливості поділу його утворюється багато (див. рис.), по-друге через відносно малий період напіврозпаду його активність висока. Згодом (через 40 днів) його активність впаде в 32 рази, і невдовзі практично його видно не буде. А ось цезій-137 спочатку можливо "світити" не так сильно, зате його активність спадатиме набагато повільніше.
Нижче розказано про найпопулярніші ізотопи, які становлять небезпеку при аваріях на АЕС.

Радіоактивний йод

Серед 20 радіоізотопів йоду, що утворюються в реакціях поділу урану і плутонію, особливе місце займають 131-135 I (T 1/2 = 8.04 діб.; 2.3 год.; 20.8 год.; 52.6 хв.; 6.61 год.), характеризують у реакціях поділу, високою міграційною здатністю та біологічною доступністю. У звичайному режимі експлуатації АЕС викиди радіонуклідів, зокрема радіоізотопів йоду, невеликі. В аварійних умовах, як свідчать великі аварії, радіоактивний йод, як джерело зовнішнього та внутрішнього опромінення, був основним фактором, що вражає в початковий період аварії.

Спрощена схема розпаду йоду-131. При розпаді йоду-131 утворюються електрони з енергіями до 606 кеВ та гамма-кванти, в основному з енергіями 634 та 364 кеВ.

Основним джерелом надходження радіойоду населенню у зонах радіонуклідного забруднення були місцеві продукти харчування рослинного та тваринного походження. Людині радіойод може надходити по ланцюжках:

• рослини → людина,
• рослини → тварини → людина,
• вода → гідробіонти → людина.

Молоко, свіжі молочні продукти та листові овочі, що мають поверхневе забруднення, є основним джерелом надходження радіойоду населенню. Засвоєння нукліду рослинами із ґрунту, враховуючи малі терміни його життя, не має практичного значення.

У кіз та овець вміст радіойоду в молоці в кілька разів більший, ніж у корів. У м'ясі тварин накопичуються соті частки радіойоду, що надійшов. У значних кількостях радіойод накопичується у яйцях птахів. Коефіцієнти накопичення (перевищення над вмістом у воді) 131 I у морських рибах, водоростях, молюсках досягає відповідно 10, 200-500, 10-70.

Практичний інтерес становлять ізотопи 131-135 I. Їхня токсичність невелика в порівнянні з іншими радіоізотопами, особливо альфа-випромінюючими. Гострі радіаційні ураження тяжкого, середнього та легкого ступеня у дорослої людини очікується при пероральному надходженні 131 I у кількості 55, 18 та 5 МБк/кг маси тіла. Токсичність радіонукліду при інгаляційному надходженні приблизно вдвічі вища, що пов'язано з більшою площею контактного бета-опромінення.

У патологічний процес залучаються всі органи та системи, особливо тяжкі ушкодження у щитовидній залозі, де формуються найвищі дози. Дози опромінення щитовидної залози у дітей внаслідок малої її маси при надходженні однакових кількостей радіойоду значно більші, ніж у дорослих (маса залози у дітей залежно від віку дорівнює 1:5-7 г, у дорослих – 20 г).

Радіоактивний йод про радіоактивний йод містяться докладніші відомості, які, зокрема, можуть бути корисні медичним працівникам.

Радіоактивний цезій

Радіоактивний цезій є одним з основних дозоутворюючих радіонуклідів продуктів поділу урану та плутонію. Нуклід характеризується високою міграційною здатністю у зовнішньому середовищі, включаючи харчові ланцюжки. Основним джерелом надходження радіоцезію людині є продукти харчування тваринного та рослинного походження. Радіоактивний цезій, що надходить тваринам із забрудненим кормом, в основному накопичується в м'язовій тканині (до 80%) та в скелеті (10%).

Після розпаду радіоактивних ізотопів йоду основним джерелом зовнішнього та внутрішнього опромінення є радіоактивний цезій.

У кіз та овець вміст радіоактивного цезію в молоці в кілька разів більший, ніж у корів. У значних кількостях він накопичується у яйцях птахів. Коефіцієнти накопичення (перевищення над вмістом у воді) 137 Cs у м'язах риб досягає 1000 і більше, у молюсків – 100-700,
ракоподібних - 50-1200, водних рослин - 100-10000.

Надходження цезію людині залежить від характеру харчування. Так після аварії на ЧАЕС у 1990 р. внесок різних продуктів у середньодобове надходження радіоцезію в найбільш забруднених областях Білорусі був наступним: молоко – 19 %, м'ясо – 9 %, риба – 0.5 %, картопля – 46 %, овочі – 7.5 %, фрукти та ягоди – 5 %, хліб та хлібопродукти – 13 %. Реєструють підвищений вміст радіоцезію у жителів, які споживають у великих кількостях "дари природи" (гриби, лісові ягоди і особливо дичину).

Радіоцезій, надходячи в організм, відносно рівномірно розподіляється, що призводить до практично рівномірного опромінення органів та тканин. Цьому сприяє висока здатність гамма-квантів його дочірнього нукліда 137m Ba, рівна приблизно 12 см.

У вихідній статті І.Я. Василенка, О.І. Василенка. Радіоактивний цезій про радіоактивний цезій містяться докладніші відомості, які, зокрема, можуть бути корисні медичним працівникам.

Радіоактивний стронцій

Після радіоактивних ізотопів йоду і цезію наступним за значимістю елементом, радіоактивні ізотопи якого роблять найбільший внесок у забруднення – стронцій. Втім, частка стронцію в опроміненні значно менша.

Природний стронцій відноситься до мікроелементів і складається із суміші чотирьох стабільних ізотопів 84 Sr (0.56 %), 86 Sr (9.96 %), 87 Sr (7.02 %), 88 Sr (82.0 %). За фізико-хімічними властивостями є аналогом кальцію. Стронцій міститься у всіх рослинних та тваринних організмах. В організмі дорослої людини міститься близько 0.3 г стронцію. Майже весь він у скелеті.

В умовах нормальної експлуатації АЕС викиди радіонуклідів незначні. В основному вони обумовлені газоподібними радіонуклідами (радіоактивними благородними газами, 14 С, тритієм та йодом). В умовах аварій, особливо великих, викиди радіонуклідів, у тому числі радіоізотопів стронцію, можуть бути значними.

Найбільший практичний інтерес становлять 89 Sr (Т 1/2 = 50.5 діб.) та 90 Sr (Т 1/2 = 29.1 років), що характеризуються великим виходом у реакціях поділу урану та плутонію. Як 89 Sr, так і 90 Sr є бета-випромінювачами. При розпаді 89 Sr утворюється стабільний ізотоп ітрію (89 Y). При розпаді 90 Sr утворюється активний бета 90 Y, який у свою чергу розпадається з утворенням стабільного ізотопу цирконію (90 Zr).

C хема ланцюжка розпадів 90 Sr → 90 Y → 90 Zr. При розпаді стронцію-90 утворюються електрони з енергіями до 546кеВ, при наступному розпаді ітрію-90 утворюються електрони з енергіями до 2.28 МеВ.

У початковий період Sr 89 є одним з компонентів забруднення зовнішнього середовища в зонах ближніх випадень радіонуклідів. Однак у 89 Sr відносно невеликий період напіврозпаду і поступово починає превалювати 90 Sr.

Тварин радіоактивних стронцій в основному надходить з кормом і меншою мірою з водою (близько 2%). Крім скелета найбільша концентрація стронцію відмічена у печінці та нирках, мінімальна – у м'язах і особливо в жирі, де концентрація у 4–6 разів менша, ніж в інших м'яких тканинах.

Радіоактивний стронцій відноситься до остеотропних біологічно небезпечних радіонуклідів. Як чистий бета-випромінювач основну небезпеку він становить при вступі до організму. Населення нуклід переважно надходить із забрудненими продуктами. Інгаляційний шлях має найменше значення. Радіостронцій вибірково відкладається в кістках, особливо у дітей, піддаючи кістки та укладений у них кістковий мозок постійному опроміненню.

Докладно все викладено у статті І.Я. Василенка, О.І. Василенка. Радіоактивний стронцій.

Радіоактивний ізотоп: Цезій-137

Вплив на організм

Цезій-137 є радіоактивним ізотопом елемента цезію та має період напіврозпаду 30 років. Вперше цей радіонуклід було відкрито з використанням оптичної спектроскопії далекого 1860 року. Відома солідна кількість ізотопів цього елемента – 39. Найдовше «напіврозпадатиметься» (вибачте за каламбур) ізотоп цезій-135, довгі 2,3 мільйона років.

Найбільш застосовуваним ізотопом цезію в ядерній зброї та ядерних реакторах є цезій-137, який одержують із розчинів перероблених радіаційних відходів. Під час ядерних випробувань або аварій на атомних електростанціях цей радіонуклід не проти вибратися в довкілля. На атомних підводних човнах і криголамах він знаходить широке застосування, тому іноді може потрапляти у води Світового океану, забруднюючи його.

У людський організм цезій-137 пробирається, коли людина дихає чи їсть. Найбільше любить селитися в м'язовій тканині (до 80%), а решта його розподіляється по інших тканинах і органах.

Найближчими друзями цезію-137 (за хімічним складом) є такі особи, як калій та рубідій. Людство в ході еволюції навчилося широко використовувати цезій-137, наприклад, у медицині (лікування пухлин), при стерилізації харчових продуктів, а також у вимірювальній техніці.

Якщо звернутися до історії, то можна побачити, що аварії на виробництві викликали найбільші викиди цезію в навколишнє середовище. 1950 року трапилася незапланована аварія на підприємстві «Маяк», і цезій-137 у кількості 12,4 ПБК (Петабеккерелів) вирвався на волю. Проте викиди цього небезпечного радіоактивного елемента під час аварії на Чорнобильській АЕС були в десятки разів більшими – 270 ПБК. Радіоактивний цезій-137 разом з іншими не менш небезпечними елементами покинув розгорнутий вибухом реактор і відлетів в атмосферу, щоб випасти назад на землю та дзеркала річок та озер на великій території та дуже далеко від місця катастрофи. Саме від цього ізотопу залежить придатність ґрунтів для проживання та можливість займатися сільським господарством. Разом з іншими, не менш небезпечними радіоактивними елементами, 1986 року цезій-137 зробив життя у 30-кілометровій зоні навколо зруйнованої Чорнобильської АЕС смертельно небезпечним, і змусив людей залишити свої будинки та будувати своє життя заново на чужині.

Радіоактивний ізотоп: Йод-131

Йод-131 має період напіврозпаду 8 діб, тому найбільшу небезпеку для всього живого цей радіонуклід становить протягом першого місяця після того, як потрапить до навколишнього середовища. Як і цезій-137, йод-131 зазвичай виявляється на волі після випробування ядерного заряду або внаслідок аварії на атомній станції.

У ході аварії на Чорнобильській АЕС весь йод-131, який знаходився в атомному реакторі, потрапив в атмосферу, тому вже наступного дня після катастрофи більшість людей, які перебували в небезпечній зоні, отримали дози радіоактивного опромінення, вдихаючи заражене повітря і приймаючи внутрішньо свіже. але вже радіоактивне коров'яче молоко. Корови тут були ні до чого, і ні в кого не піднялася рука і не відкрився рота, щоб звинуватити їх у тому, що вони наїлися на пасовищі радіоактивної трави. І навіть терміново прибравши з продажу молоко, не вдалося б уберегти населення від радіоактивного опромінення, оскільки близько третини населення, яке проживало в районі Чорнобильської АЕС, вживало молоко, отримане від особистих корів.

Слід нагадати, що зараження населення радіоактивним йодом вже мало місце в історії задовго до Чорнобильської катастрофи. Так було в 50 – 60 роках ХХ століття США проводилися широкомасштабні ядерні випробування, і результати не забарилися. У штаті Невада у великої кількості жителів з'явилися ракові захворювання, і виною тому був простий і невибагливий радіоактивний елемент – йод-131.

Потрапивши в організм людини, йод-131 насамперед накопичується в щитовидній залозі, тому саме цей орган страждає найбільше. Навіть невелика кількість радіоактивного йоду, що потрапляє в людину в основному з їжею (особливо, з молоком) погано позначається на здоров'ї цього найважливішого органу і може спричинити рак щитовидної залози у літньому віці.

Радіоактивний ізотоп: Амеріцій-241

Америцій-241 має досить тривалий період напіврозпаду, що дорівнює 432 рокам. Цей сріблясто-білий метал отримав свою назву на честь Америки, і має незвичайну здатність світитися у темряві завдяки альфа-випромінюванню. У промисловості америцій знаходить своє застосування, наприклад, дозволяє створювати контрольно-вимірювальні прилади, здатні вимірювати товщину листового скла або алюмінієвої та сталевої стрічки. У детекторах диму цей ізотоп також знаходить своє застосування. Платівка зі свинцю товщиною всього 1 см може надійно захистити людину від радіоактивного випромінювання, що випускається америцієм. У медицині америцій допомагає виявляти захворювання щитовидної залози людини завдяки тому, що стабільний йод, що знаходиться в щитовидній залозі, починає випромінювати слабке рентгенівське випромінювання.

Плутоній-241 у значній кількості присутній у збройовому плутонії, і саме він є основним постачальником ізотопу америцій-241. В результаті розпаду плутонію америцій поступово накопичується у вихідній речовині.

Наприклад, у щойно виготовленому плутонії можна виявити всього 1% америція, а плутонії, який вже встиг попрацювати в атомному реакторі, плутоній-241 може бути присутнім у кількості 25%. А через кілька десятиліть весь плутоній розпадеться і перетвориться на америцій-241. Термін життя америція можна охарактеризувати як досить короткий, але із досить великим тепловим виходом та високою радіоактивністю.

При попаданні в довкілля америцій-241 демонструє дуже високу рухливість і добре розчиняється у воді. Тому при потраплянні в організм людини ці якості дозволяють йому швидко розноситися по органах з потоком крові та осідати у нирках, печінці та кістках. Потрапити в організм людини америцію найпростіше через легені під час дихання. Після аварії на Чорнобильській АЕС америцій-241 був присутній не лише в отруєному повітрі, а й осел у ґрунті, внаслідок чого отримав можливість накопичуватися у рослинах. Для наступних поколінь українців це була не дуже радісна подія, враховуючи 432-річний період напіврозпаду цього радіоактивного ізотопу.

Радіоактивний ізотоп: Плутоній

У 1940 році було відкрито елемент Плутоній з порядковим номером 94, у тому ж році відкрито його ізотопи: Плутоній-238, що має період напіврозпаду 90 років, і Плутоній-239, що розпадається наполовину за 24 тисячі років. У природному урані Плутоній-239 можна виявити у слідових кількостях, і утворюється він там, коли ядро ​​Плутон-238 захоплює один нейтрон. У церієвій руді можна виявити надзвичайно малі кількості іншого ізотопу цього радіонукліду: Плутонія-244. Цей елемент, мабуть, утворився за часів формування Землі, адже період його піврозпаду становить 80 мільйонів років.

На вигляд Плутоній виглядає як сріблястий метал, дуже важкий, якщо взяти до рук. У присутності навіть незначної вологості швидко окислюється і корозує, проте набагато повільніше покривається іржею в чистому кисні або в присутності сухого повітря, оскільки при прямій дії кисню на його поверхні формується шар оксиду, що заважає подальшому окисленню. Через свою радіоактивність шматок плутонію, що лежить у долоні, буде теплим на дотик. А якщо помістити такий шматочок у термічно ізольований простір, він без сторонньої допомоги нагріється до температури понад 100 градусів за шкалою Цельсія.

З економічної точки зору плутоній є неконкурентоспроможним порівняно з ураном, тому що низько збагачений уран коштує значно дешевше, ніж переробка реакторного палива для одержання плутонію. Дуже висока вартість охорони плутонію для недопущення його крадіжки з метою створення «брудної» бомби та вчинення терористичного акту. До цього можна додати наявність значних запасів урану зброї в Сполучених Штатах і Росії, який шляхом розведення стає придатним для виготовлення комерційного палива.

Плутоній-238 має дуже високу теплову потужність і має дуже високу альфа-радіоактивність, є дуже серйозним джерелом нейтронів. Не дивлячись на те, що вміст плутонію-238 рідко перевищує одну соту частину від загальної кількості плутонію, кількість нейтронів, що їм випускаються, робить його дуже неприємним у зверненні.

Плутоній-239 є єдиним ізотопом плутонію, придатним виготовлення ядерної зброї. Чистий плутоній-239 має невелику критичну масу, близько 6 кг, тобто навіть з абсолютно чистого плутонію можна виготовити гарматну плутонієву бомбу. Через відносно короткий час напіврозпаду, при розпаді цього радіонукліду виділяється значна кількість енергії.

Плутоній-240 є основним агентом, що забруднює збройовий плутоній-239, оскільки має здатність інтенсивно та спонтанно ділитися. При вмісті цього радіонукліду в плутонії-239 всього в кількості 1% виробляється так багато нейтронів, що стабільну гарматну бомбу з такої суміші зробити стає неможливим без застосування імплозії. З цієї причини в стандартному плутонії зброї вміст плутонію-240 не допускається в кількості більшій, ніж 6,5%. В іншому випадку навіть при застосуванні імплозії суміш детонує раніше, ніж це буде потрібно для масового винищення собі подібних істот.

Плутоній-241 безпосередньо не впливає на зручність використання плутонію, тому що має невелике нейтронне тло та середню теплову потужність. Розпадається цей радіонуклід протягом 14-ти років, після чого перетворюється на америцій-241, що створює багато тепла і не здатний інтенсивно ділитися. Якщо начинка атомної бомби містить плутоній-241, слід враховувати, що через десяток років зберігання потужність заряду боєголовки зменшиться, а її самонагрівання збільшиться.

Плутоній-242 погано ділиться, а при помітній концентрації збільшує нейтронний фон і необхідну критичну масу. Має здатність накопичуватись у переробленому реакторному паливі.

Радіоактивний ізотоп: Стронцій-90

Стронцій-90 розпадається наполовину за 29 років і є чистим бета-випромінювачем, що утворюється при розподілі ядер у ядерній зброї та ядерних реакторах. Після розпаду стронцію-90 утворюється радіоактивний ітрій. Під час аварії на Чорнобильській АЕС в атмосферу було викинуто приблизно 0,22 МК стронцію-90, і саме він став об'єктом пильної уваги в ході вироблення заходів щодо захисту населення міст Чорнобиль, Прип'ять, а також жителів населених пунктів, що знаходилися в 30-кілометровій зоні довкола 4-го блоку ЧАЕС від радіації. Адже при ядерному вибуху 35% усієї активності, що потрапила у навколишнє середовище, припадає саме на стронцій-90, а протягом 20 років після вибуху – 25% активності. Проте ще задовго до катастрофи в Чорнобилі сталася аварія на виробничому об'єднанні «Маяк» та в атмосферу потрапила значна кількість радіонукліду стронцій-90.

На організм людини стронцій-90 діє руйнівним чином. За хімічним складом він дуже схожий на кальцій, а тому при попаданні в організм починає руйнувати кісткову тканину та кістковий мозок, що призводить до променевої хвороби. Всередину людського організму стронцій-90 зазвичай потрапляє при їді, а на його виведення всього наполовину знадобиться від 90 до 150 діб. В історії найбільше цього небезпечного ізотопу було зафіксовано в організмі жителів північної півкулі в 60-ті роки XX століття, після численних ядерних випробувань, що проводилися в 1961-1962рр. Після аварії в Прип'яті на Чорнобильській АЕС стронцій-90 у великих кількостях потрапив у водоймища, і гранично допустима концентрація цього радіонукліду була зафіксована в нижній течії річки Прип'ять у травні 1986 року.



Йод-131 - радіонуклід з періодом напіврозпаду 8.04 діб., бета- та гамма-випромінювач. Внаслідок високої летючості практично весь йод-131, що був у реакторі (7,3 МКі), був викинутий в атмосферу. Його біологічна дія пов'язана з особливостями функціонування щитовидної залози. Її гормони – тироксин та трийодтірояїн – мають у своєму складі атоми йоду. Тому в нормі щитовидна залоза поглинає близько 50% йоду, що надходить в організм.Звичайно, заліза не відрізняє радіоактивні ізотопи йоду від стабільних. . Щитовидна залоза дітей утричі активніше поглинає радіойод, що потрапив в організм.Крім того, йод-131 легко проникає через плаценту та накопичується у залозі плода.

Накопичення у щитовидній залозі великих кількостей йоду-131 веде до дисфункції щитовидної залози. Зростає також ризик злоякісного переродження тканин. Мінімальна доза, при якій є ризик розвитку гіпотиреозу у дітей – 300 рад, у дорослих – 3400 рад. Мінімальні дози, у яких виникає ризик розвитку пухлин щитовидної залози, перебувають у діапазоні 10-100 рад. Найбільший ризик при дозах 1200-1500 рад. У жінок ризик розвитку пухлин у чотири рази вищий, ніж у чоловіків, у дітей у три-чотири рази вищий, ніж у дорослих.

Величина та швидкість всмоктування, накопичення радіонукліду в органах, швидкість виведення з організму залежать від віку, статі, вмісту стабільного йоду в дієті та інших факторів. У зв'язку з цим при надходженні в організм однакової кількості радіоактивного йоду поглинені дози значно різняться. Особливо великі дози формуються у щитовидній залозі дітей, що пов'язано з малими розмірами органу, та можу у 2-10 разів перевищувати дози опромінення залози у дорослих.

Ефективно запобігає надходженню радіоактивного йоду до щитовидної залози прийом препаратів стабільного йоду. При цьому заліза повністю насичується йодом і відкидає радіоізотопи, що потрапили в організм. Прийом стабільного йоду навіть через 6 годин після разового надходження 131I може знизити потенційну дозу на щитоподібну залозу приблизно вдвічі, але якщо відкласти йодопрофілактику на добу, ефект буде невеликим.

Надходження йоду-131 в організм людини може статися переважно двома шляхами: інгаляційним, тобто. через легені, і пероральним – через споживані молоко та листові овочі.

Ефективний період напіввиведення довгоживучих ізотопів визначається переважно біологічним періодом напіввиведення, короткоживучих – періодом напіврозпаду. Біологічний період напіввиведення різноманітний – від кількох годин (криптон, ксенон, радон) до кількох років (скандій, ітрій, цирконій, актиній). Ефективний період напіввиведення коливається від кількох годин (натрій-24,мідь-64), діб (йод-131, фосфор-23, сірка-35), до десятків років (радій-226, стронцій-90).

Біологічний період напіввиведення йоду-131 із цілісного організму 138 діб, щитовидної залози-138, печінки-7, селезінки-7, скелета-12 діб.

Віддалені наслідки – рак щитовидної залози.