Tuyến giáp iốt phóng xạ. Iốt phóng xạ Cách tạo ra Iốt phóng xạ 131
Dưới đây là những đồng vị "phổ biến" nhất gây nguy hiểm trong trường hợp tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân.
phóng xạ I ốt
| Trong số 20 đồng vị phóng xạ của iot được hình thành trong phản ứng phân hạch của uranium và plutonium, một vị trí đặc biệt được chiếm bởi 131-135 I (T 1/2 = 8,04 ngày; 2,3 giờ; 20,8 giờ; 52,6 phút; 6,61 giờ), đặc trưng bởi năng suất cao trong phản ứng phân hạch, khả năng di chuyển cao và khả dụng sinh học. Trong chế độ vận hành bình thường của nhà máy điện hạt nhân, các hạt nhân phóng xạ, bao gồm cả đồng vị phóng xạ của iốt, là rất nhỏ. Trong các điều kiện khẩn cấp, bằng chứng là các tai nạn lớn, iốt phóng xạ, như một nguồn phơi nhiễm bên ngoài và bên trong, là yếu tố gây thiệt hại chính trong giai đoạn đầu của vụ tai nạn. |
 Sơ đồ đơn giản cho sự phân rã của iốt-131. Sự phân rã của iốt-131 tạo ra các điện tử có năng lượng lên tới 606 keV và lượng tử gamma, chủ yếu có năng lượng 634 và 364 keV. |
Nguồn cung cấp chính của chất phóng xạ cho người dân ở các vùng ô nhiễm hạt nhân phóng xạ là thực phẩm địa phương có nguồn gốc động thực vật. Một người có thể nhận được radioiodine dọc theo chuỗi:
- thực vật → con người,
- thực vật → động vật → con người,
- nước → hydrobionts → con người.
Sữa bị ô nhiễm bề mặt, các sản phẩm từ sữa tươi và các loại rau ăn lá thường là nguồn cung cấp chất phóng xạ chính cho người dân. Việc thực vật đồng hóa nuclide từ đất, với thời gian tồn tại ngắn ngủi, không có tầm quan trọng thực tế.
Ở dê và cừu, hàm lượng radioiodine trong sữa cao hơn nhiều lần so với bò. Một phần trăm lượng chất phóng xạ đến tích tụ trong thịt động vật. Một lượng đáng kể của radioiodine tích tụ trong trứng của các loài chim. Hệ số tích lũy (vượt hàm lượng trong nước) 131 I ở cá biển, tảo, nhuyễn thể lần lượt đạt 10, 200-500, 10-70.
Các đồng vị 131-135 mà tôi quan tâm thực tế. Độc tính của chúng thấp so với các đồng vị phóng xạ khác, đặc biệt là các đồng vị phóng xạ alpha. Tổn thương bức xạ cấp tính ở mức độ nặng, trung bình và nhẹ ở người lớn có thể được dự kiến khi uống 131 I với số lượng 55, 18 và 5 MBq / kg trọng lượng cơ thể. Độc tính của hạt nhân phóng xạ khi hít vào cao gấp đôi, có liên quan đến diện tích bức xạ beta tiếp xúc lớn hơn.
Tất cả các cơ quan và hệ thống đều tham gia vào quá trình bệnh lý, đặc biệt là tổn thương nghiêm trọng ở tuyến giáp, nơi hình thành liều cao nhất. Liều lượng chiếu xạ tuyến giáp ở trẻ em do khối lượng nhỏ của nó khi nhận cùng một lượng radioiodine cao hơn nhiều so với ở người lớn (khối lượng của tuyến giáp ở trẻ em, tùy theo tuổi, là 1: 5-7 g, trong người lớn - 20 g).
Iốt phóng xạ Iốt phóng xạ chứa nhiều thông tin chi tiết hơn, đặc biệt, có thể hữu ích cho các chuyên gia y tế.
cesium phóng xạ
Xêzi phóng xạ là một trong những hạt nhân phóng xạ tạo liều chính của các sản phẩm phân hạch uranium và plutonium. Các nuclêôtit có đặc điểm là khả năng di cư cao trong môi trường, bao gồm cả chuỗi thức ăn. Nguồn cung cấp radiocesium chính cho con người là thực phẩm có nguồn gốc động vật và thực vật. Cesium phóng xạ được cung cấp cho động vật bằng thức ăn bị ô nhiễm tích tụ chủ yếu trong mô cơ (lên đến 80%) và trong khung xương (10%).
Sau sự phân rã của các đồng vị phóng xạ của iốt, chất phóng xạ cesium là nguồn tiếp xúc chính bên ngoài và bên trong.
Ở dê và cừu, hàm lượng cesium phóng xạ trong sữa cao hơn nhiều lần so với bò. Với số lượng đáng kể, nó tích tụ trong trứng của các loài chim. Hệ số tích lũy (vượt quá hàm lượng trong nước) 137 Cs trong cơ thịt cá đạt 1000 trở lên, ở nhuyễn thể - 100-700,
động vật giáp xác - 50-1200, thực vật thủy sinh - 100-10000.
Việc tiêu thụ cesium cho một người phụ thuộc vào bản chất của chế độ ăn uống. Vì vậy, sau vụ tai nạn Chernobyl năm 1990, đóng góp của các sản phẩm khác nhau vào lượng radiocesium tiêu thụ trung bình hàng ngày ở những khu vực bị ô nhiễm nặng nhất của Belarus như sau: sữa - 19%, thịt - 9%, cá - 0,5%, khoai tây - 46%. , rau - 7,5%, trái cây và quả mọng - 5%, bánh mì và các sản phẩm bánh mì - 13%. Hàm lượng radiocesium tăng lên được ghi nhận ở những cư dân tiêu thụ số lượng lớn "quà tặng của thiên nhiên" (nấm, dâu rừng, và đặc biệt là thịt thú rừng).
X quang khi đi vào cơ thể được phân bố tương đối đồng đều, dẫn đến sự tiếp xúc gần như đồng đều của các cơ quan và mô. Điều này được thực hiện nhờ sức xuyên cao của lượng tử gamma của nuclide con của nó là 137m Ba, tức là khoảng 12 cm.
Trong bài báo gốc của I.Ya. Vasilenko, O.I. Vasilenko. Cesium phóng xạ chứa nhiều thông tin chi tiết hơn về chất phóng xạ cesium, đặc biệt, có thể hữu ích cho các chuyên gia y tế.
chất phóng xạ stronti
Sau các đồng vị phóng xạ của iốt và xêzi, nguyên tố quan trọng tiếp theo mà các đồng vị phóng xạ đóng góp nhiều nhất vào ô nhiễm là stronti. Tuy nhiên, tỷ lệ stronti trong chiếu xạ nhỏ hơn nhiều.
Stronti tự nhiên thuộc về nguyên tố vi lượng và bao gồm hỗn hợp của bốn đồng vị bền 84Sr (0,56%), 86Sr (9,96%), 87Sr (7,02%), 88Sr (82,0%). Theo các đặc tính hóa lý, nó là một chất tương tự của canxi. Stronti được tìm thấy trong tất cả các sinh vật thực vật và động vật. Cơ thể của một người trưởng thành chứa khoảng 0,3 g stronti. Hầu như tất cả đều nằm trong bộ xương.
Trong các điều kiện hoạt động bình thường của nhà máy điện hạt nhân, việc giải phóng hạt nhân phóng xạ là không đáng kể. Chúng chủ yếu là do các hạt nhân phóng xạ ở thể khí (khí quý phóng xạ, 14 C, triti và iot). Trong các điều kiện tai nạn, đặc biệt là những tai nạn lớn, việc giải phóng hạt nhân phóng xạ, bao gồm cả đồng vị phóng xạ stronti, có thể rất đáng kể.
| Mối quan tâm thực tế lớn nhất là 89 Sr (T 1/2 = 50,5 ngày) và 90 Sr (T 1/2 = 29,1 năm), được đặc trưng bởi năng suất cao trong các phản ứng phân hạch của uranium và plutonium. Cả 89 Sr và 90 Sr đều là bộ phát beta. Sự phân rã của 89 Sr tạo ra một đồng vị bền của yttrium (89 Y). Sự phân rã của 90 Sr tạo ra 90 Y có hoạt tính beta, đến lượt nó phân hủy để tạo thành đồng vị bền của zirconium (90 Zr). |
 Sơ đồ C của chuỗi phân rã 90 Sr → 90 Y → 90 Zr. Sự phân rã của stronti-90 tạo ra các điện tử có năng lượng lên đến 546 keV; sự phân rã tiếp theo của yttrium-90 tạo ra các điện tử có năng lượng lên tới 2,28 MeV. |
Trong thời kỳ ban đầu, 89 Sr là một trong những thành phần gây ô nhiễm môi trường ở các vùng gần phóng xạ hạt nhân phóng xạ. Tuy nhiên, 89 Sr có chu kỳ bán rã tương đối ngắn và theo thời gian 90 Sr bắt đầu chiếm ưu thế.
Động vật nhận stronti phóng xạ chủ yếu với thức ăn và ở mức độ thấp hơn là với nước (khoảng 2%). Ngoài bộ xương, nồng độ stronti cao nhất được ghi nhận trong gan và thận, mức tối thiểu - trong cơ bắp và đặc biệt là trong chất béo, nơi nồng độ thấp hơn 4-6 lần so với các mô mềm khác.
Stronti phóng xạ thuộc về các hạt nhân phóng xạ nguy hiểm về mặt sinh học hủy xương. Là một chất phát beta tinh khiết, nó gây nguy hiểm chính khi xâm nhập vào cơ thể. Các nuclêôtit chủ yếu được cung cấp cho quần thể với các sản phẩm bị ô nhiễm. Đường hô hấp ít quan trọng hơn. Radiostronti được lắng đọng một cách có chọn lọc trong xương, đặc biệt là ở trẻ em, khiến xương và tủy xương trong đó tiếp xúc với bức xạ liên tục.
Mọi thứ đều được mô tả chi tiết trong bài báo gốc của I.Ya. Vasilenko, O.I. Vasilenko. Chất phóng xạ stronti.
Radioiodine, hay đúng hơn là một trong các đồng vị phóng xạ (bức xạ beta và gamma) của iốt có số khối là 131 với chu kỳ bán rã 8,02 ngày. Iod-131 chủ yếu được biết đến như một sản phẩm phân hạch (lên đến 3%) của hạt nhân uranium và plutonium, được giải phóng trong các vụ tai nạn tại các nhà máy điện hạt nhân.
Thu nhận chất phóng xạ. Nó đến từ đâu
Đồng vị iốt-131 không có trong tự nhiên. Sự xuất hiện của nó chỉ gắn liền với công việc sản xuất dược phẩm, cũng như các lò phản ứng hạt nhân. Nó cũng được giải phóng trong các vụ thử hạt nhân hoặc thảm họa phóng xạ. Vì vậy, nó đã làm tăng hàm lượng đồng vị iốt trong nước biển và nước máy ở Nhật Bản, cũng như trong thực phẩm. Việc sử dụng các bộ lọc đặc biệt đã giúp giảm sự phát tán của các chất đồng vị, cũng như ngăn chặn các hành động khiêu khích có thể xảy ra tại các cơ sở của nhà máy điện hạt nhân bị phá hủy. Các bộ lọc tương tự được sản xuất tại Nga tại công ty NTC Faraday.
Việc chiếu xạ các mục tiêu nơtron nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân có thể thu được iốt-131 với hàm lượng cao.
Đặc điểm của iốt-131. Làm hại
Một mặt, thời gian bán hủy của radioiodine là 8,02 ngày không làm cho iodine-131 có hoạt tính cao, và mặt khác, cho phép nó phát tán trên các khu vực rộng lớn. Điều này cũng được tạo điều kiện thuận lợi bởi độ bay hơi cao của đồng vị. Vì vậy - khoảng 20% iốt-131 đã được ném ra khỏi lò phản ứng. Để so sánh, cesium-137 là khoảng 10%, strontium-90 là 2%.
Iốt-131 hầu như không tạo thành các hợp chất không hòa tan, điều này cũng giúp phân phối.
Bản thân iốt là một nguyên tố bị thiếu hụt và các sinh vật của con người và động vật đã học cách tập trung nó vào cơ thể, điều này cũng áp dụng cho chất phóng xạ, không tốt cho sức khỏe.
Nếu chúng ta nói về sự nguy hiểm của iốt-131 đối với con người, thì chúng ta đang nói chủ yếu về tuyến giáp. Tuyến giáp không phân biệt iốt thông thường với iốt phóng xạ. Và với khối lượng 12-25 gam của nó, ngay cả một liều nhỏ iốt phóng xạ cũng có thể dẫn đến sự chiếu xạ của cơ quan.
Iod-131 gây đột biến và chết tế bào, với hoạt độ 4,6 10 15 Bq / gam.
Iốt-131. Lợi ích. Đăng kí. Sự đối đãi
Trong y học, các đồng vị iốt-131, cũng như iốt-125 và iốt-132, được sử dụng để chẩn đoán và thậm chí điều trị các vấn đề về tuyến giáp, đặc biệt là bệnh Graves.
Trong quá trình phân rã của iốt-131, một hạt beta xuất hiện với tốc độ bay cao. Nó có thể xâm nhập vào các mô sinh học với khoảng cách lên đến 2 mm, gây chết tế bào. Trong trường hợp các tế bào bị nhiễm bệnh chết đi, điều này gây ra hiệu quả điều trị.
Iốt-131 cũng được sử dụng như một chất chỉ thị về quá trình trao đổi chất trong cơ thể con người.
Giải phóng iốt phóng xạ 131 ở Châu Âu
Vào ngày 21 tháng 2 năm 2017, các bản tin xuất hiện thông tin rằng các đài phát thanh châu Âu ở hơn một chục quốc gia từ Na Uy đến Tây Ban Nha đã nhận thấy hàm lượng iốt-131 trong khí quyển vượt quá tiêu chuẩn trong vài tuần. Các giả định đã được đưa ra về các nguồn của đồng vị - một bản phát hành trên
Mọi người đều biết mức độ nguy hiểm cao của chất phóng xạ i-ốt-131, gây ra rất nhiều rắc rối sau tai nạn ở Chernobyl và Fukushima-1. Ngay cả liều lượng tối thiểu của hạt nhân phóng xạ này cũng gây ra đột biến và chết tế bào trong cơ thể người, nhưng tuyến giáp đặc biệt phải chịu đựng nó. Các hạt beta và gamma được hình thành trong quá trình phân hủy tập trung trong các mô của nó, gây ra bức xạ nghiêm trọng và hình thành các khối u ung thư.
Iốt phóng xạ: nó là gì?
Iốt-131 là một đồng vị phóng xạ của iốt thông thường, được gọi là "phóng xạ". Do chu kỳ bán rã khá dài (8,04 ngày), nó nhanh chóng phát tán trên diện rộng, gây nhiễm xạ cho đất và thảm thực vật. I-131 phóng xạ lần đầu tiên được phân lập vào năm 1938 bởi Seaborg và Livinggood bằng cách chiếu xạ Tellurium với một dòng deuteron và neutron. Sau đó, Abelson phát hiện ra nó trong số các sản phẩm phân hạch của các nguyên tử uranium và thorium-232.
Các nguồn phóng xạ
Iốt phóng xạ-131 không có trong tự nhiên và xâm nhập vào môi trường từ các nguồn nhân tạo:
- Nhà máy điện hạt nhân.
- Sản xuất dược phẩm.
- Các cuộc thử nghiệm vũ khí nguyên tử.
Chu trình công nghệ của bất kỳ lò phản ứng hạt nhân công nghiệp hoặc điện bao gồm sự phân hạch của các nguyên tử uranium hoặc plutonium, trong đó một lượng lớn đồng vị iốt tích tụ trong các nhà máy. Hơn 90% toàn bộ họ nuclêôtit là đồng vị iốt 132-135 tồn tại trong thời gian ngắn, phần còn lại là iốt phóng xạ-131. Trong quá trình vận hành bình thường của nhà máy điện hạt nhân, lượng hạt nhân phóng xạ thải ra hàng năm là rất nhỏ do quá trình lọc, điều này đảm bảo sự phân rã của các hạt nhân, và được các chuyên gia ước tính là 130-360 Gbq. Nếu có sự vi phạm về độ kín của lò phản ứng hạt nhân, chất phóng xạ, có độ bay hơi và tính linh động cao, ngay lập tức đi vào bầu khí quyển cùng với các khí trơ khác. Trong quá trình phát thải khí và sol khí, nó chủ yếu chứa ở dạng các chất hữu cơ khác nhau. Không giống như các hợp chất iốt vô cơ, các dẫn xuất hữu cơ của hạt nhân phóng xạ iốt-131 gây nguy hiểm lớn nhất cho con người, vì chúng dễ dàng xuyên qua màng lipid của thành tế bào vào cơ thể và sau đó được đưa theo máu đến tất cả các cơ quan và mô.
Những tai nạn lớn đã trở thành nguồn ô nhiễm iốt-131
Tổng cộng, có hai vụ tai nạn lớn tại các nhà máy điện hạt nhân đã trở thành nguồn gây ô nhiễm chất phóng xạ trên diện rộng - Chernobyl và Fukushima-1. Trong thảm họa Chernobyl, tất cả iốt-131 tích tụ trong lò phản ứng hạt nhân đã được thải ra môi trường cùng với vụ nổ, dẫn đến ô nhiễm phóng xạ của một khu vực có bán kính 30 km. Gió và mưa mạnh đã mang bức xạ đi khắp thế giới, nhưng các vùng lãnh thổ của Ukraine, Belarus, các khu vực phía tây nam của Nga, Phần Lan, Đức, Thụy Điển và Anh bị ảnh hưởng đặc biệt.
Tại Nhật Bản, các vụ nổ tại lò phản ứng thứ nhất, thứ hai, thứ ba và tổ máy thứ tư của nhà máy điện hạt nhân Fukushima-1 đã xảy ra sau một trận động đất mạnh. Kết quả của việc vi phạm hệ thống làm mát, một số rò rỉ bức xạ đã xảy ra, dẫn đến số lượng đồng vị iốt-131 trong nước biển tăng gấp 1250 lần ở khoảng cách 30 km từ nhà máy điện hạt nhân.
Một nguồn phóng xạ khác là thử nghiệm vũ khí hạt nhân. Vì vậy, vào những năm 50-60 của thế kỷ XX, các vụ nổ bom hạt nhân và đạn pháo đã được thực hiện ở bang Nevada của Mỹ. Các nhà khoa học nhận thấy rằng I-131 hình thành do kết quả của các vụ nổ rơi ra ở các khu vực gần nhất, và nó thực tế không có trong các bụi phóng xạ bán toàn cầu và toàn cầu do chu kỳ bán rã ngắn. Có nghĩa là, trong quá trình di cư, hạt nhân phóng xạ có thời gian phân hủy trước khi rơi xuống cùng với lượng mưa xuống bề mặt Trái đất.
Tác dụng sinh học của iốt-131 đối với con người
Radioiodine có khả năng di chuyển cao, dễ dàng xâm nhập vào cơ thể người cùng với không khí, thức ăn và nước uống, đồng thời xâm nhập qua da, vết thương và vết bỏng. Đồng thời, nó nhanh chóng được hấp thụ vào máu: sau một giờ, 80-90% hạt nhân phóng xạ được hấp thụ. Phần lớn nó được hấp thụ bởi tuyến giáp, không phân biệt được iốt ổn định với các đồng vị phóng xạ của nó, và phần nhỏ nhất được hấp thụ bởi cơ và xương.
Vào cuối ngày, có tới 30% tổng số hạt nhân phóng xạ tới được cố định trong tuyến giáp, và quá trình tích lũy trực tiếp phụ thuộc vào hoạt động của cơ quan này. Nếu tình trạng suy giáp được quan sát thấy, thì radioiodine được hấp thụ mạnh hơn và tích tụ trong các mô của tuyến giáp với nồng độ cao hơn so với khi giảm chức năng tuyến.
Về cơ bản, iốt-131 được đào thải ra khỏi cơ thể con người với sự hỗ trợ của thận trong vòng 7 ngày, chỉ một phần nhỏ được loại bỏ cùng với mồ hôi và tóc. Người ta biết rằng nó bay hơi qua phổi, nhưng vẫn chưa biết bao nhiêu được đào thải ra khỏi cơ thể theo cách này.
Độc tính iốt-131
Iốt-131 là nguồn chiếu xạ β và γ nguy hiểm theo tỷ lệ 9: 1, có khả năng gây ra các tổn thương do bức xạ nhẹ và nặng. Hơn nữa, nguy hiểm nhất là hạt nhân phóng xạ đi vào cơ thể cùng với nước và thức ăn. Nếu liều lượng hấp thụ của radioiodine là 55 MBq / kg trọng lượng cơ thể, tình trạng phơi nhiễm toàn thân cấp tính xảy ra. Điều này là do diện tích lớn của bức xạ beta, gây ra một quá trình bệnh lý ở tất cả các cơ quan và mô. Tuyến giáp bị tổn thương đặc biệt nghiêm trọng, hấp thụ mạnh đồng vị phóng xạ của iốt-131 cùng với iốt ổn định.
Vấn đề về sự phát triển của bệnh lý tuyến giáp trở nên có liên quan trong vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, khi người dân tiếp xúc với I-131. Con người nhận liều lượng phóng xạ lớn không chỉ do hít phải không khí bị ô nhiễm mà còn do uống sữa bò tươi có hàm lượng chất phóng xạ cao. Ngay cả các biện pháp của chính quyền để loại trừ sữa tự nhiên khỏi việc bán cũng không giải quyết được vấn đề, vì khoảng một phần ba dân số vẫn tiếp tục uống sữa thu được từ chính những con bò của họ.
Điều quan trọng là phải biết!
Đặc biệt sự chiếu xạ mạnh lên tuyến giáp xảy ra khi các sản phẩm sữa bị nhiễm hạt nhân phóng xạ i-ốt-131.
Kết quả của bức xạ, chức năng của tuyến giáp giảm, với sự phát triển sau đó của suy giáp. Điều này không chỉ làm tổn thương biểu mô tuyến giáp, nơi tổng hợp hormone mà còn phá hủy các tế bào thần kinh và mạch máu của tuyến giáp. Sự tổng hợp các hormone cần thiết bị giảm mạnh, tình trạng nội tiết và cân bằng nội môi của toàn bộ cơ thể bị rối loạn, có thể là khởi đầu cho sự phát triển của các khối u ung thư của tuyến giáp.
Radioiodine đặc biệt nguy hiểm đối với trẻ em, vì tuyến giáp của chúng nhỏ hơn nhiều so với tuyến giáp của người lớn. Tùy thuộc vào độ tuổi của trẻ, trọng lượng có thể từ 1,7 g đến 7 g, trong khi ở người lớn là khoảng 20 gam. Một đặc điểm nữa là tác hại của bức xạ đối với tuyến nội tiết có thể tiềm ẩn trong một thời gian dài và chỉ biểu hiện khi say, ốm hoặc trong tuổi dậy thì.
Nguy cơ cao phát triển ung thư tuyến giáp xảy ra ở trẻ em dưới một tuổi được chiếu xạ liều cao với đồng vị I-131. Hơn nữa, tính hiếu chiến cao của các khối u đã được thiết lập chính xác - trong vòng 2-3 tháng, các tế bào ung thư xâm nhập vào các mô và mạch máu xung quanh, di căn đến các hạch bạch huyết ở cổ và phổi.
Điều quan trọng là phải biết!
Các khối u tuyến giáp thường gặp ở phụ nữ và trẻ em gấp 2-2,5 lần so với nam giới. Thời kỳ tiềm ẩn của sự phát triển của chúng, tùy thuộc vào liều lượng phóng xạ mà một người nhận được, có thể kéo dài 25 năm hoặc hơn, ở trẻ em thời kỳ này ngắn hơn nhiều - trung bình là khoảng 10 năm.
Iốt-131 "hữu ích"
Radioiodine, như một phương thuốc chữa bệnh bướu cổ độc và các khối u ung thư của tuyến giáp, bắt đầu được sử dụng vào đầu năm 1949. Xạ trị được coi là một phương pháp điều trị tương đối an toàn; nếu không có nó, các cơ quan và mô khác nhau sẽ bị ảnh hưởng ở bệnh nhân, chất lượng cuộc sống xấu đi và thời gian của nó giảm xuống. Ngày nay, đồng vị I-131 được sử dụng như một công cụ bổ sung để chống lại sự tái phát của các bệnh này sau phẫu thuật.
Giống như iốt ổn định, phóng xạ được tích lũy và giữ lại trong thời gian dài bởi các tế bào tuyến giáp, chúng sử dụng nó để tổng hợp các hormone tuyến giáp. Vì các khối u tiếp tục thực hiện chức năng hình thành hormone, nên chúng tích tụ các đồng vị iốt-131. Khi chúng phân hủy, chúng tạo thành các hạt beta có phạm vi 1-2 mm, các hạt này sẽ chiếu xạ cục bộ và phá hủy các tế bào tuyến giáp, và các mô khỏe mạnh xung quanh thực tế không bị nhiễm phóng xạ.
Iốt-131 (iốt-131, 131 I) là một đồng vị phóng xạ nhân tạo của iốt. Thời gian bán hủy khoảng 8 ngày, cơ chế phân rã là phân rã beta. Được lấy lần đầu tiên vào năm 1938 tại Berkeley.
Nó là một trong những sản phẩm phân hạch đáng kể của uranium, plutonium và thorium, chiếm tới 3% sản phẩm phân hạch hạt nhân. Trong các vụ thử hạt nhân và tai nạn của lò phản ứng hạt nhân, nó là một trong những chất gây ô nhiễm phóng xạ tồn tại trong thời gian ngắn của môi trường tự nhiên. Nó đại diện cho một nguy cơ bức xạ lớn đối với con người và động vật do khả năng tích tụ trong cơ thể, thay thế iốt tự nhiên.
52 131 T e → 53 131 I + e - + ν ¯ e. (\ displaystyle \ mathrm (() _ (52) ^ (131) Te) \ rightarrow \ mathrm (() _ (53) ^ (131) I) + e ^ (-) + (\ bar (\ nu)) _ (e).)Ngược lại, Tellurium-131 được hình thành trong Tellurium tự nhiên khi nó hấp thụ neutron từ đồng vị tự nhiên ổn định Tellurium-130, có nồng độ trong tellurium tự nhiên là 34% ở:
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) .)Biên nhận
Các đại lượng chính của 131 I thu được trong lò phản ứng hạt nhân bằng cách chiếu xạ các mục tiêu Tellurium bằng neutron nhiệt. Việc chiếu xạ Tellurium tự nhiên có thể thu được iốt-131 gần như tinh khiết như là đồng vị cuối cùng duy nhất có thời gian bán hủy kéo dài hơn vài giờ.
Tại Nga, 131 I được sản xuất bằng cách chiếu xạ tại NPP Leningrad trong các lò phản ứng RBMK. Quá trình phân lập hóa học 131 I từ Tellurium được chiếu xạ được thực hiện trong. Khối lượng sản xuất giúp có thể thu được đồng vị với số lượng đủ để thực hiện 2-3 nghìn thủ thuật y tế mỗi tuần.
Iốt-131 trong môi trường
Việc giải phóng iốt-131 ra môi trường chủ yếu do hậu quả của các vụ thử hạt nhân và tai nạn tại các nhà máy điện hạt nhân. Do thời gian bán hủy ngắn, một vài tháng sau khi phát hành như vậy, hàm lượng iốt-131 giảm xuống dưới ngưỡng nhạy cảm của máy dò.
Iod-131 được coi là nuclide nguy hiểm nhất đối với sức khỏe con người, được hình thành trong quá trình phân hạch hạt nhân. Điều này được giải thích như sau:
- Hàm lượng iốt-131 tương đối cao trong số các mảnh phân hạch (khoảng 3%).
- Chu kỳ bán rã (8 ngày), một mặt, đủ lớn để nuclêôtit lan truyền trên các khu vực rộng lớn, và mặt khác, nó đủ nhỏ để cung cấp hoạt độ riêng rất cao của đồng vị - xấp xỉ 4,5 PBq / g.
- Độ bay hơi cao. Trong bất kỳ sự cố lò phản ứng hạt nhân nào, trước hết khí trơ phóng xạ thoát vào khí quyển, sau đó mới đến iot. Ví dụ, trong vụ tai nạn tại nhà máy điện hạt nhân Chernobyl, 100% khí trơ, 20% iốt, 10-13% xêzi và chỉ 2-3% các nguyên tố khác bị văng ra khỏi lò phản ứng [ ] .
- Iốt rất di động trong môi trường tự nhiên và thực tế không tạo thành các hợp chất không hòa tan.
- Iốt là một vi chất dinh dưỡng quan trọng, đồng thời là một nguyên tố có nồng độ trong thức ăn và nước uống thấp. Do đó, tất cả các sinh vật sống đều đã phát triển trong quá trình tiến hóa khả năng tích lũy iốt trong cơ thể.
- Ở người, phần lớn iốt trong cơ thể tập trung ở tuyến giáp, nhưng có khối lượng nhỏ so với trọng lượng cơ thể (12-25 g). Do đó, ngay cả một lượng nhỏ iốt phóng xạ đi vào cơ thể cũng dẫn đến tuyến giáp bị phơi nhiễm cục bộ cao.
Các nguồn chính gây ô nhiễm khí quyển với iốt phóng xạ là các nhà máy điện hạt nhân và sản xuất dược phẩm.
Tai nạn bức xạ
Việc đánh giá bằng hoạt độ phóng xạ tương đương của iốt-131 được thông qua để xác định mức độ của các sự kiện hạt nhân theo thang INES.
Tiêu chuẩn vệ sinh đối với hàm lượng iốt-131
Phòng ngừa
Nếu iốt-131 vào cơ thể, nó có thể tham gia vào quá trình trao đổi chất. Trong trường hợp này, i-ốt sẽ tồn đọng lâu trong cơ thể, làm tăng thời gian tiếp xúc. Ở người, sự tích tụ i-ốt lớn nhất được quan sát thấy trong tuyến giáp. Để giảm thiểu sự tích tụ iốt phóng xạ trong cơ thể trong quá trình ô nhiễm phóng xạ của môi trường, người ta dùng các loại thuốc làm bão hòa quá trình trao đổi chất bằng iốt ổn định thông thường. Ví dụ, việc điều chế kali iođua. Khi dùng kali iodua đồng thời với việc uống iốt phóng xạ, hiệu quả bảo vệ là khoảng 97%; khi uống 12 giờ và 24 giờ trước khi tiếp xúc với ô nhiễm phóng xạ - tương ứng là 90% và 70%, khi uống 1 giờ và 3 giờ sau khi tiếp xúc - 85% và 50%, hơn 6 giờ - hiệu quả là không đáng kể. [ ]
Ứng dụng trong y học
Iốt-131, giống như một số đồng vị phóng xạ khác của iốt (125 I, 132 I), được sử dụng trong y tế để chẩn đoán và điều trị một số bệnh tuyến giáp:
Đồng vị được sử dụng để chẩn đoán sự lây lan và xạ trị của u nguyên bào thần kinh, nó cũng có khả năng tích tụ một số chế phẩm iốt.
Ở Nga, dược phẩm dựa trên 131 I được sản xuất bởi.
Xem thêm
Ghi chú
- Audi G., Wapstra A. H., Thibault C.Đánh giá khối lượng nguyên tử AME2003 (II). Bảng, đồ thị và tài liệu tham khảo (Tiếng Anh) // Vật lý hạt nhân A. - 2003. - Tập. 729. - P. 337-676. -
Iod-131 - hạt nhân phóng xạ với chu kỳ bán rã 8,04 ngày, chất phát beta và gamma. Do tính bay hơi cao của nó, hầu như tất cả iốt-131 có trong lò phản ứng (7,3 MKi) đã được giải phóng vào khí quyển. Hoạt động sinh học của nó có liên quan đến hoạt động của tuyến giáp. Các hormone của nó - thyroxine và triiodothyroyain - chứa các nguyên tử iốt. Do đó, bình thường tuyến giáp sẽ hấp thụ khoảng 50% lượng i-ốt đi vào cơ thể.Đương nhiên, sắt không phân biệt các đồng vị phóng xạ của iốt với các đồng vị ổn định. . Tuyến giáp của trẻ em hoạt động mạnh hơn gấp 3 lần trong việc hấp thụ chất phóng xạ đã đi vào cơ thể. Ngoài ra, iốt-131 dễ dàng đi qua nhau thai và tích tụ trong tuyến của thai nhi.
Sự tích tụ một lượng lớn i-ốt-131 trong tuyến giáp dẫn đến rối loạn chức năng tuyến giáp. Nguy cơ thoái hóa ác tính của các mô cũng tăng lên. Liều tối thiểu mà tại đó có nguy cơ phát triển suy giáp ở trẻ em là 300 rad, ở người lớn - 3400 rad. Liều tối thiểu có nguy cơ phát triển khối u tuyến giáp nằm trong khoảng 10-100 rad. Nguy cơ cao nhất ở liều 1200-1500 rad. Ở phụ nữ, nguy cơ phát triển khối u cao gấp 4 lần so với nam giới, ở trẻ em cao gấp 3 đến 4 lần so với người lớn.
Độ lớn và tốc độ hấp thụ, sự tích tụ của hạt nhân phóng xạ trong các cơ quan, tốc độ bài tiết ra khỏi cơ thể phụ thuộc vào tuổi, giới tính, hàm lượng iốt ổn định trong khẩu phần và các yếu tố khác. Về vấn đề này, khi cùng một lượng iốt phóng xạ vào cơ thể, liều lượng hấp thụ sẽ khác nhau đáng kể. Đặc biệt liều lượng lớn được hình thành trong tuyến giáp của trẻ em, có liên quan đến kích thước nhỏ của cơ quan, và có thể cao gấp 2-10 lần so với liều chiếu xạ của tuyến ở người lớn.
Ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của iốt phóng xạ vào tuyến giáp bằng cách dùng các chế phẩm iốt ổn định. Đồng thời, tuyến này hoàn toàn bão hòa với iốt và từ chối các đồng vị phóng xạ đã xâm nhập vào cơ thể. Uống iốt ổn định thậm chí 6 giờ sau một lần uống 131I có thể làm giảm khoảng một nửa liều tiềm năng đối với tuyến giáp, nhưng nếu hoãn điều trị dự phòng bằng iốt trong một ngày, tác dụng sẽ rất nhỏ.
Sự xâm nhập của iốt-131 vào cơ thể con người có thể xảy ra chủ yếu theo hai cách: hít phải, tức là qua phổi, và qua đường miệng qua sữa tiêu thụ và các loại rau ăn lá.
Chu kỳ bán rã hữu hiệu của các đồng vị có tuổi thọ cao được xác định chủ yếu bởi chu kỳ bán rã sinh học, của các đồng vị có chu kỳ bán rã ngắn hạn được xác định chủ yếu. Thời gian bán hủy sinh học rất đa dạng - từ vài giờ (krypton, xenon, radon) đến vài năm (scandium, yttrium, zirconium, actinium). Thời gian bán hủy hiệu quả thay đổi từ vài giờ (natri-24, đồng-64), vài ngày (iốt-131, phốt pho-23, lưu huỳnh-35), đến hàng chục năm (radium-226, stronti-90).
Thời gian bán hủy sinh học của iốt-131 từ toàn bộ cơ thể là 138 ngày, tuyến giáp là 138, gan là 7, lá lách là 7, bộ xương là 12 ngày.
Ảnh hưởng lâu dài - ung thư tuyến giáp.