Izotopy jódu - Isotopes of iodine

tento článek potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Izotopy jódu“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Květen 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Je jich známo 37 izotopy z jód (₅₃I) od ¹⁰⁸Já ¹⁴⁴Já; všichni podstoupí radioaktivní rozpad kromě ¹²⁷Já, který je stabilní. Jód je tedy a monoisotopický prvek.

Je nejdelší radioaktivní izotop, ¹²⁹Já, má poločas rozpadu 15,7 milionů let, což je příliš krátké na to, aby existovalo jako prvotní nuklid. Kosmogenní zdroje ¹²⁹Vyrábím z toho velmi malé množství, které je příliš malé na to, aby ovlivnilo měření atomové hmotnosti; jód je tedy také a mononukleidový prvek —Jeden, který se v přírodě nachází pouze jako jediný nuklid. Většina ¹²⁹Odvodil jsem, že radioaktivita na Zemi je způsobena člověkem, nežádoucím vedlejším produktem raných jaderných zkoušek a nehod s jaderným štěpením.

Všechny ostatní jódové radioizotopy mají poločasy kratší než 60 dnů a čtyři z nich se používají jako stopovací látky a terapeutické látky v medicíně. Tyto jsou ¹²³Já, ¹²⁴Já, ¹²⁵Já a ¹³¹I. Veškerá průmyslová výroba radioaktivních izotopů jodu zahrnuje tyto čtyři užitečné radionuklidy.

Izotop ¹³⁵Mám poločas rozpadu méně než sedm hodin, což je příliš krátké na to, abych ho mohl použít v biologii. Nevyhnutelný in situ produkce tohoto izotopu je důležitá při řízení jaderného reaktoru, protože se rozpadá na ¹³⁵Xe, nejmocnější známý absorbér neutronů a nuklid odpovědný za tzv jódová jáma jev.

Kromě komerční produkce ¹³¹I (poločas rozpadu 8 dní) je jedním z běžných radioaktivních látek štěpné produkty z jaderné štěpení, a je tedy neúmyslně vyroben ve velmi velkém množství uvnitř jaderné reaktory. Díky své volatilitě, krátkému poločasu rozpadu a vysoké hojnosti štěpných produktů ¹³¹I (spolu s izotopem jódu s krátkým poločasem rozpadu ¹³²Já z dlouhodobějšího života ¹³²Te s poločasem rozpadu 3 dny) je zodpovědný za největší část radioaktivní kontaminace během prvního týdne po náhodné kontaminaci životního prostředí z radioaktivní odpad z jaderné elektrárny.

Část celkové radiační aktivity (ve vzduchu), kterou přispívá každý izotop, v závislosti na čase po Černobylská katastrofa, na straně. Všimněte si důležitosti záření z I-131 a Te-132 / I-132 pro první týden. (Obrázek s využitím údajů ze zprávy OECD a druhé vydání „Radiochemické příručky“.^[2])

Seznam izotopů

Pozoruhodné radioizotopy

Tato sekce potřebuje další citace pro ověření. Prosím pomozte vylepšit tento článek podle přidávání citací ke spolehlivým zdrojům. Zdroj bez zdroje může být napaden a odstraněn. Najít zdroje: „Izotopy jódu“  – zprávy  · noviny  · knihy  · učenec  · JSTOR (Květen 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Radioizotopy jódu se nazývají radioaktivní jód nebo radiojod. Desítky existují, ale asi půl tuctu je nejpozoruhodnějších aplikované vědy jako jsou vědy o živé přírodě a jaderná energie, jak je podrobně popsáno níže. Zmínky o radiojódu v zdravotní péče kontexty odkazují častěji jód-131 než na jiné izotopy.

Jód-129 jako zaniklý radionuklid

Přebytky stabilní ¹²⁹Bylo prokázáno, že Xe v meteoritech je výsledkem rozpadu „prvotního“ jód-129 nově vyrobené supernovami, které vytvářely prach a plyn, ze kterých se formovala sluneční soustava. Tento izotop se dlouho rozpadal a je proto označován jako „vyhynulý“. Historicky, ¹²⁹Byl jsem první zaniklý radionuklid být identifikován jako přítomný na počátku Sluneční Soustava. Jeho rozpad je základem jod-xenonu I-Xe radiometrické datování režim, který pokrývá prvních 85 milionů let Sluneční Soustava vývoj.

Jód-129 jako dlouhodobý marker kontaminace jaderným štěpením

Jód-129 (¹²⁹Já; poločas rozpadu 15,7 milionu let) je produktem spalace kosmického záření na různých izotopech xenon v atmosféra, v kosmický paprsek mion interakce s tellurem-130 a také uran a plutonium štěpení, a to jak v podpovrchových horninách, tak v jaderných reaktorech. Přirozené signály pro tento izotop nyní zaplavily umělé jaderné procesy, zejména přepracování jaderného paliva a testy atmosférických jaderných zbraní. Nyní však slouží jako indikátor podzemní vody jako indikátor šíření jaderného odpadu do přírodního prostředí. Podobným způsobem ¹²⁹Byl jsem použit ve studiích dešťové vody ke sledování štěpných produktů po Černobylská katastrofa.

V některých ohledech, ¹²⁹Jsem podobný ³⁶Cl. Je to rozpustný halogen, poměrně nereaktivní, existuje hlavně jako nesorbující anion, a je produkován kosmogenními, termonukleárními a in situ reakcemi. V hydrologických studiích ¹²⁹Koncentrace I se obvykle uvádějí jako poměr ¹²⁹Já celkem I (což je prakticky vše ¹²⁷Já). Stejně jako v případě ³⁶Cl / Cl, ¹²⁹Poměry I / I v přírodě jsou poměrně malé, 10⁻¹⁴ do 10⁻¹⁰ (špičkové termonukleární ¹²⁹Během šedesátých a sedmdesátých let jsem dosáhl zhruba 10⁻⁷). ¹²⁹Odlišuji se od ³⁶Cl v tom, že jeho poločas je delší (15,7 vs. 0,301 milionu let), je vysoce biofilní a vyskytuje se v mnoha iontový formy (běžně I⁻ a IO₃⁻ ), které mají odlišné chemické chování. To je docela snadné ¹²⁹I vstoupit do biosféry, jak je začleněna do vegetace, půdy, mléka, zvířecích tkání atd.

Radiojodiny ¹²³Já, ¹²⁴Já, ¹²⁵Já a ¹³¹Já v medicíně a biologii

A Feochromocytom je viděn jako tmavá koule ve středu těla (nachází se v levé nadledvině). Obrázek je od MIBG scintigrafie, s radiací z radiojódu v MIBG. Zepředu a zezadu jsou vidět dva obrazy stejného pacienta. Všimněte si tmavého obrazu štítné žlázy v důsledku nežádoucího vychytávání radiojódu z medikace štítnou žlázou v krku. Akumulace po stranách hlavy je způsobena vychytáváním jodidu slinnými žlázami. Radioaktivita je také vidět v močovém měchýři.

Z mnoha izotopů jódu se v lékařském prostředí obvykle používají pouze dva: jód-123 a jód-131. Od té doby ¹³¹Mám režim beta i gama rozpadu, lze jej použít pro radioterapii nebo pro zobrazování. ¹²³I, který nemá beta aktivitu, je vhodnější pro rutinní zobrazování štítné žlázy a dalších lékařských procesů v nukleární medicíně a pro vnitřní poškození pacienta méně. Existují situace, kdy jód-124 a jód-125 používají se také v medicíně.^[3]

Vzhledem k preferenčnímu vychytávání jódu štítnou žlázou se radiojód značně používá při zobrazování a v případě ¹³¹Já ničím nefunkční tkáně štítné žlázy. Jiné typy tkání selektivně přijímají určitá radiofarmaka s obsahem jódu 131 a zabíjející radiofarmaka (jako např. MIBG ). Jód-125 je jediný další jódový radioizotop používaný v radiační terapii, ale pouze jako implantovaná tobolka v brachyterapie kde izotop nikdy nemá šanci být uvolněn pro chemickou interakci s tkáněmi těla.

Jód-131

Jód-131 (¹³¹
Já
) je beta-emitující izotop s poločasem osmi dnů a srovnatelně energickým (průměr 190 keV a maximální energií 606 keV) beta zářením, které proniká 0,6 až 2,0 mm od místa absorpce. Toto beta záření lze použít ke zničení uzliny štítné žlázy nebo hyperfunkční tkáň štítné žlázy a pro odstranění zbývající tkáně štítné žlázy po chirurgickém zákroku pro léčbu Gravesova nemoc. Účel této terapie, který poprvé prozkoumal Dr. Saul Hertz v roce 1941,^[4] je zničit tkáň štítné žlázy, kterou nelze chirurgicky odstranit. V tomto postupu ¹³¹Podávám se buď intravenózně nebo orálně po diagnostickém vyšetření. Tento postup lze také použít k léčbě pacientů s vyššími dávkami radiojódu rakovina štítné žlázy.

The ¹³¹Vezmu mě do tkáně štítné žlázy a koncentruji se tam. Beta částice emitované radioizotopem ničí přidruženou tkáň štítné žlázy s malým poškozením okolních tkání (více než 2,0 mm od tkání absorbujících jód). Kvůli podobnému zničení ¹³¹I je jódový radioizotop používaný v jiných ve vodě rozpustných značených jódem radiofarmaka (jako MIBG ) používané terapeuticky ke zničení tkání.

Vysokoenergetické beta záření (až 606 keV) z ¹³¹Způsobil jsem, že je to nejvíce karcinogenní z izotopů jódu. Předpokládá se, že způsobuje většinu přebytečných rakovin štítné žlázy pozorovaných po kontaminaci jaderným štěpením (jako je například spad bomby nebo vážné nehody jaderného reaktoru, jako je Černobylská katastrofa ) Tyto epidemiologické účinky se však projevují především u dětí a při léčbě dospělých a terapeutických dětí ¹³¹I a epidemiologie dospělých vystavených nízkým dávkám ¹³¹Karcinogenitu jsem neprokázal.^[5]

Jód-123 a jód-125

The emitující gama izotopy jód-123 (poločas rozpadu 13 hodin) a (méně často) dlouhodobější a méně energický jód-125 (poločas rozpadu 59 dní) se používají jako jaderné zobrazování stopovací látky k vyhodnocení anatomické a fyziologické funkce štítné žlázy. Abnormální výsledky mohou být způsobeny poruchami, jako je Gravesova nemoc nebo Hashimotova tyroiditida. Oba izotopy se rozpadají elektronový záchyt (ES) k odpovídajícímu telur nuklidy, ale ani v jednom případě se nejedná o metastabilní nuklidy ^{123 m}Te a ^{125 m}Te (které mají vyšší energii a nejsou vyrobeny z radiojódu). Místo toho se vzrušené nuklidy teluru rozpadají okamžitě (poločas je příliš krátký na to, aby byl detekován). Po EC nadšený ¹²³Te od ¹²³Vysílám vysokorychlostní 127 keV interní konverze elektron (ne a beta paprsek ) asi 13% času, ale to způsobí malé poškození buněk kvůli krátkému poločasu nuklidu a relativně malému podílu takových událostí. Ve zbývajících případech je emitován paprsek gama záření 159 keV, který je vhodný pro zobrazování gama záření.

Vzrušený ¹²⁵Te vyplývající z elektronového záchytu ¹²⁵Vyzařuji také vnitřní elektronový konverzní elektron s mnohem nižší energií (35,5 keV), který díky své nízké energii způsobuje relativně malé škody, i když je jeho emise častější. Relativně nízkoenergetické gama z ¹²⁵Já /¹²⁵Te rozpad je pro zobrazování špatně vhodný, ale stále ho lze vidět, a tento izotop s delší životností je nezbytný při testech, které vyžadují zobrazování několik dní, například skenování fibrinogenu zobrazování k detekci krevních sraženin.

Oba ¹²³Já a ¹²⁵Vydávám hojnou nízkou energii Augerovy elektrony po jejich rozpadu, ale tyto nezpůsobí vážné poškození (dvouřetězcová DNA se rozbije) v buňkách, pokud není nuklid zabudován do léku, který se hromadí v jádru, nebo do DNA (toto nikdy neplatí pro klinickou medicínu, byl pozorován na experimentálních zvířecích modelech).^[6]

Jód-125 je také běžně používán radiační onkologové v nízké dávce brachyterapie při léčbě rakoviny na jiných místech než štítná žláza, zejména v rakovina prostaty. Když ¹²⁵Používám se terapeuticky, je zapouzdřen v titanových semínkách a implantován do oblasti nádoru, kde zůstává. Nízká energie spektra gama v tomto případě omezuje radiační poškození tkání daleko od implantované kapsle. Jód-125 je díky svému vhodnému delšímu poločasu a méně pronikajícímu spektru gama také často preferován pro laboratorní testy, které se spoléhají na jód jako stopovač, který se počítá gama čítač, například v radioimunotestování.

Většina lékařských snímků s jódem se provádí standardem gama kamera. Nicméně, gama paprsky z jód-123 a jód-131 lze také zobrazit pomocí počítačová tomografie s emisemi jednoho fotonu (SPECT) zobrazování.

Jód-124

Jód-124 je izotop jodu bohatý na protony s poločasem 4,18 dne. Jeho režimy rozpadu jsou: 74,4% elektronového záchytu, 25,6% pozitronové emise. ¹²⁴Rozpadám se na ¹²⁴Te. Jód-124 lze vyrobit četnými jadernými reakcemi pomocí a cyklotron. Nejběžnějším použitým výchozím materiálem je ¹²⁴Te.

Jód-124 protože jodidovou sůl lze použít k přímému zobrazení štítné žlázy pomocí pozitronová emisní tomografie (PET).^[7] Jód-124 lze také použít jako PET radiotracer ve srovnání s užitečně delším poločasem rozpadu fluor-18.^[8] Při tomto použití je nuklid chemicky navázán na farmaceutický prostředek za vzniku radiofarmaka emitujícího pozitron a je injikován do těla, kde je opět zobrazen PET skenem.

Jód-135 a řízení jaderného reaktoru

Jód-135 je izotop jodu s poločasem 6,6 hodiny. Je to důležitý izotop z hlediska fyzika jaderných reaktorů. Vyrábí se v relativně velkých množstvích jako a štěpný produkt a rozpadá se na xenon-135, což je jaderný jed s velmi velkou tepelnou průřez neutronů, což je příčinou mnoha komplikací při kontrole jaderné reaktory. Proces nahromadění xenon-135 z akumulovaného jodu-135 může dočasně zabránit restartování odstaveného reaktoru. Toto je známé jako otrava xenonem nebo „pád do jódová jáma ".

Jód-128 a další izotopy

Izotopy produkované štěpením jódu, které nebyly diskutovány výše (jod-128, jod-130, jod-132 a jod-133), mají poločasy několika hodin nebo minut, což je činí v ostatních použitelných oblastech téměř nepoužitelnými. Zmíněné jsou bohaté na neutrony a podléhají beta rozpadu na izotopy xenonu. Jód-128 (poločas rozpadu 25 minut) se může rozpadnout na tellur-128 pomocí elektronového záchytu nebo na xenon-128 pomocí beta rozpadu. Má to specifická radioaktivita z 2.177×10⁶ TBq / g.

Neradioaktivní jodid (¹²⁷I) jako ochrana před nežádoucím vychytáváním radiojódu štítnou žlázou

Tato sekce případně obsahuje původní výzkum. Prosím zlepšit to podle ověřování vznesené nároky a přidání vložené citace. Výroky sestávající pouze z původního výzkumu by měly být odstraněny. (Květen 2018) (Zjistěte, jak a kdy odstranit tuto zprávu šablony)

Hovorově lze radioaktivní materiály popsat jako „horké“ a neradioaktivní materiály jako „studené“. Existují případy, kdy se studený jodid podává lidem, aby se zabránilo příjmu horkého jodidu štítnou žlázou. Používá se například blokáda vychytávání jódu štítnou žlázou jodidem draselným nukleární medicína scintigrafie a terapie některými radiojodovanými sloučeninami, které nejsou zaměřeny na štítnou žlázu, jako je iobenguane (MIBG ), který slouží k zobrazení nebo léčbě nádorů nervové tkáně, nebo jodovaný fibrinogen, který se používá v skenování fibrinogenu vyšetřovat srážlivost. Tyto sloučeniny obsahují jód, ale ne v jodidové formě. Jelikož však mohou být nakonec metabolizovány nebo rozloženy na radioaktivní jodid, je běžné podávat neradioaktivní jodid draselný, aby se zajistilo, že metabolity těchto radiofarmak nebudou sekvestrovány štítnou žlázou a neúmyslně jim podají radiologickou dávku.

Jodid draselný byl distribuován populacím vystaveným jaderné štěpení nehody, jako je Černobylská katastrofa. Roztok jodidu SSKI, a sukojen srozpouštění draslíku (K.) iodid ve vodě, se používá k blokování absorpce radiojódu (nemá žádný účinek na další radioizotopy z štěpení). Některé vlády za tímto účelem nyní vyrábějí a skladují tablety obsahující jodid draselný v centrálních katastrofických lokalitách. Teoreticky lze tímto způsobem zabránit mnoha škodlivým účinkům jaderného spadu na pozdní rakovinu, protože přebytek rakoviny štítné žlázy, pravděpodobně v důsledku absorpce radiojódu, je jediným prokázaným účinkem kontaminace radioizotopy po štěpné nehodě nebo kontaminací spádem z atomová bomba (okamžité záření z bomby také přímo způsobuje další druhy rakoviny, například leukémie). Užívání velkého množství jodidu nasycuje receptory štítné žlázy a brání absorpci většiny radioaktivních látek jód-131 které mohou být přítomny z expozice štěpným produktům (i když nechrání před jinými radioizotopy ani před jakoukoli jinou formou přímého záření). Ochranný účinek KI trvá přibližně 24 hodin, a proto musí být dávkován denně, dokud již nebude existovat riziko významné expozice radioaktivním jodům ze štěpných produktů.^[9][10] Jód-131 (nejběžnější kontaminant radiojódu ve spadu) se také rozkládá relativně rychle s poločasem osmi dnů, takže po třech měsících zmizelo 99,95% původního radiojódu.

Reference

• Hmotnosti izotopů z:
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "PakUBASE hodnocení jaderných a rozpadových vlastností ", Jaderná fyzika A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729 ... 3A, doi:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
• Izotopové složení a standardní atomové hmotnosti z:
  • de Laeter, John Robert; Böhlke, John Karl; De Bièvre, Paul; Hidaka, Hiroši; Peiser, H. Steffen; Rosman, Kevin J. R .; Taylor, Philip D. P. (2003). „Atomové váhy prvků. Recenze 2000 (technická zpráva IUPAC)“. Čistá a aplikovaná chemie. 75 (6): 683–800. doi:10.1351 / pac200375060683.
  • Wieser, Michael E. (2006). „Atomic weights of the elements 2005 (IUPAC Technical Report)“. Čistá a aplikovaná chemie. 78 (11): 2051–2066. doi:10.1351 / pac200678112051. Shrnutí ležel.
• Údaje o poločasu rozpadu, rotaci a izomeru vybrané z následujících zdrojů.
  • Audi, Georges; Bersillon, Olivier; Blachot, Jean; Wapstra, Aaldert Hendrik (2003), "PakUBASE hodnocení jaderných a rozpadových vlastností ", Jaderná fyzika A, 729: 3–128, Bibcode:2003NuPhA.729 ... 3A, doi:10.1016 / j.nuclphysa.2003.11.001
  • Národní jaderné datové centrum. "Databáze NuDat 2.x". Brookhaven National Laboratory.
  • Holden, Norman E. (2004). "11. Tabulka izotopů". V Lide, David R. (ed.). CRC Handbook of Chemistry and Physics (85. vydání). Boca Raton, Florida: CRC Press. ISBN  978-0-8493-0485-9.

externí odkazy

• Data izotopů jodu z Projekt izotopů laboratoře Berkeley
• Údaje o jodu-128, jodu-130, jodu-132 z „Wolframalpha“