Isótopos radiactivos formados durante la fisión (Resumen). Yodo radiactivo

Gravemente Excelente

Se presentan las consecuencias de la liberación del radioisótopo 131 I después del accidente de Chernobyl y una descripción del efecto biológico del yodo radiactivo en el cuerpo humano.

Efecto biológico del yodo radiactivo.

Yodo-131- radionucleido con vida media de 8,04 días, emisor beta y gamma. Debido a su alta volatilidad, casi todo el yodo-131 presente en el reactor (7,3 MCi) se liberó a la atmósfera. Su efecto biológico asociado con las peculiaridades del funcionamiento glándula tiroides. Sus hormonas, tiroxina y triyodotiroyanina, contienen átomos de yodo. Por lo tanto, normalmente la glándula tiroides absorbe aproximadamente el 50% del yodo que ingresa al cuerpo. Naturalmente, el hierro no distingue los isótopos radiactivos del yodo de los estables. La glándula tiroides de los niños es tres veces más activa a la hora de absorber el yodo radiactivo que ingresa al cuerpo. Además, yodo-131 Penetra fácilmente en la placenta y se acumula en la glándula fetal.

La acumulación de grandes cantidades de yodo-131 en la glándula tiroides conduce a daño por radiación epitelio secretor y al hipotiroidismo - disfunción tiroidea. El riesgo también aumenta degeneración maligna telas. La dosis mínima a la que existe riesgo de desarrollar hipotiroidismo en niños es de 300 rads, en adultos, 3400 rads. Las dosis mínimas a las que existe riesgo de desarrollar tumores de tiroides están en el rango de 10 a 100 rads. El riesgo es mayor en dosis de 1200 a 1500 rads. En las mujeres, el riesgo de desarrollar tumores es cuatro veces mayor que en los hombres, y en los niños es de tres a cuatro veces mayor que en los adultos.

La magnitud y la tasa de absorción, la acumulación de radionucleidos en los órganos y la tasa de excreción del cuerpo dependen de la edad, el sexo, el contenido estable de yodo en la dieta y otros factores. En este sentido, cuando la misma cantidad de yodo radiactivo ingresa al organismo, las dosis absorbidas difieren significativamente. Especialmente grandes dosis se forman en glándula tiroides niños, lo que se asocia con el pequeño tamaño del órgano y puede ser de 2 a 10 veces mayor que la dosis de radiación dirigida a la glándula en adultos.

Prevención de la entrada de yodo-131 al cuerpo humano.

La ingesta de preparados de yodo estable previene eficazmente la entrada de yodo radiactivo en la glándula tiroides. En este caso, la glándula está completamente saturada de yodo y rechaza los radioisótopos que han entrado en el cuerpo. Tomar yodo estable incluso 6 horas después de una dosis única de 131 I puede reducir la dosis potencial para la glándula tiroides a aproximadamente la mitad, pero si la profilaxis con yodo se retrasa un día, el efecto será pequeño.

Admisión yodo-131 El ingreso al cuerpo humano puede ocurrir principalmente de dos maneras: por inhalación, es decir, por inhalación. a través de los pulmones y por vía oral, a través de la leche consumida y vegetales de hoja.

Contaminación ambiental 131 I después del accidente de Chernobyl

Pérdida de cabello intensa 131 yo en la ciudad de Pripyat aparentemente comenzaron la noche del 26 al 27 de abril. Su entrada al organismo de los vecinos de la ciudad se producía por inhalación, por lo que dependía del tiempo de permanencia al aire libre y del grado de ventilación del local.

La situación en las aldeas atrapadas en la zona de lluvia radiactiva era mucho más grave. Debido a la incertidumbre de la situación radiológica, no todos los residentes rurales recibieron profilaxis con yodo a tiempo. Vía principal de admisión.131 yo el cuerpo ingresaba comida, junto con leche (hasta un 60% según algunos, según otros, hasta un 90%). Este radionúclido apareció en la leche de las vacas ya al segundo o tercer día después del accidente. Cabe señalar que una vaca come alimento de un área de 150 m2 todos los días en los pastos y es un concentrador ideal de radionucleidos en la leche. El 30 de abril de 1986, el Ministerio de Salud de la URSS emitió recomendaciones sobre una prohibición generalizada del consumo de leche de vaca en los pastos en todas las áreas adyacentes a la zona del accidente. En Bielorrusia el ganado todavía estaba en establos, pero en Ucrania las vacas ya pastaban. Esta prohibición funcionó en las empresas estatales, pero en los hogares privados las medidas de prohibición no suelen funcionar tan bien. Cabe señalar que en Ucrania en ese momento alrededor del 30% de la leche se consumía de vacas personales. En los primeros días, se estableció un estándar para el contenido de yodo-13I en la leche, sujeto al cual la dosis para la glándula tiroides no debe exceder los 30 rem. En las primeras semanas después del accidente, la concentración de yodo radiactivo en muestras individuales de leche superó este estándar en decenas y cientos de veces.

Los siguientes hechos pueden ayudar a imaginar la magnitud de la contaminación del medio ambiente natural con yodo-131. Según las normas existentes, si la densidad de contaminación en un pasto alcanza los 7 Ci/km 2, se debe eliminar o limitar el consumo de productos contaminados y el ganado debe trasladarse a pastos o piensos no contaminados. Al décimo día después del accidente (cuando ya había pasado la vida media del yodo-131), las regiones de Kiev, Zhytomyr y Gomel de la República Socialista Soviética de Ucrania, todo el oeste de Bielorrusia, la región de Kaliningrado, el oeste de Lituania y el norte -Este de Polonia estaban sujetos a esta norma.

Si la densidad de contaminación se encuentra en el rango de 0,7-7 Ci/km 2, entonces la decisión debe tomarse dependiendo de situación específica. Estas densidades de contaminación se observaron en casi toda la orilla derecha de Ucrania, en Bielorrusia, los países bálticos, en las regiones de Briansk y Oryol de la RSFSR, en el este de Rumania y Polonia, en el sureste de Suecia y en el suroeste de Finlandia.

Atención de emergencia por contaminación con yodo radiactivo.

Cuando se trabaja en una zona contaminada con radioisótopos de yodo, como medida preventiva, tomar 0,25 g de yoduro de potasio al día (bajo supervisión médica). Desactivación piel con agua y jabón, enjuagando la nasofaringe y la boca. Cuando los radionucleidos ingresan al cuerpo: yoduro de potasio 0,2 g, yoduro de sodio 0,2 g, sayodina 0,5 o tereostáticos (perclorato de potasio 0,25 g). Eméticos o lavado gástrico. Expectorantes con administración repetida de sales de yodo y tereostáticos. Beber mucho líquido, diuréticos.

Literatura:

Chernobyl no se suelta... (al 50 aniversario de la investigación radioecológica en la República de Komi). – Syktyvkar, 2009 – 120 p.

Tikhomirov F.A. Radioecología del yodo. Moscú, 1983. 88 p.

Cardis et al., 2005. Riesgo de cáncer de tiroides después de la exposición al 131I en la infancia - Cardis et al. 97 (10): 724 -- Revista JNCI del Instituto Nacional del Cáncer

El yodo 131 es un emisor beta y gamma con una vida media de 8,1 días. La energía de la radiación gamma es de 0,364 MeV, la energía de la radiación beta es de 0,070 MeV. La actividad total de los fármacos utilizados con fines de diagnóstico oscila entre 2 y 5 microcurios (solo se permiten 300 microcurios cuando se exploran el hígado y los riñones). Cuando 1 microcurio de yodo ingresa a la glándula tiroides, se crea una dosis de 1,5 a 2 rad. Elegibilidad de uso varias cantidades Se determina el yodo con fines de diagnóstico. indicaciones clínicas(F. M. Lyass, 1966). Independientemente de la ruta de entrada, el yodo se acumula rápidamente en el cuerpo y hasta un 90% se concentra en la glándula tiroides. El yodo se excreta en la orina y las heces. También se puede detectar en la saliva (inmediatamente después de la administración). La cantidad máxima permitida para la ingesta crónica es de 0,6 microcurios; este valor está bastante bien fundamentado por observaciones clínicas como seguro para el cuerpo humano según todos los criterios.

La práctica de utilizar cantidades bastante grandes de yodo radiactivo con propósito terapéutico(hasta 100 microcurios), experiencia del accidente de Windskel (Inglaterra), datos sobre la lluvia radioactiva Explosión nuclear en las Islas Marshall permiten evaluar el grado de peligrosidad de la ingesta accidental de un isótopo en una amplia gama de dosis.

De acuerdo con la naturaleza de la distribución selectiva del yodo, las manifestaciones clínicas, dependiendo de la dosis, varían desde cambios transitorios en la función de la glándula tiroides con una mayor posibilidad de metaplasia de blastoma a largo plazo hasta una destrucción profunda y temprana. del tejido glandular, que puede ir acompañado de manifestaciones clínicas generales. enfermedad por radiación, incluidos los trastornos hematopoyéticos. Debido a la formación relativamente rápida de la exposición a la radiación, los síntomas principales se desarrollan, por regla general, de forma relativamente fechas tempranas- en los primeros 1-2 meses.

Según D. A. Ulitovsky (1962) y N. I. Ulitovskaya (1964), la irradiación selectiva y el daño a la glándula tiroides y su aparato neurorreceptor ocurren con una sola ingesta de 1-3 microcurios de I131, que corresponde a dosis local 1000-3000 rad. Las dosis integrales en todo el cuerpo son cercanas a las creadas durante la irradiación de fuentes gamma externas a una dosis de 7 a 13 r; señales claras reacciones generales no ocurre en estos casos.

Desarrollo manifestaciones clínicas con una oportunidad desenlace fatal con cambios típicos de la enfermedad por radiación en la sangre observados al ingresar por poco tiempo 300-500 microcurios I131, lo que crea una dosis de radiación total del orden de 300-570 rad. Las actividades totales de 20 a 50 microcurios de yodo dan como resultado un grupo intermedio efectos clínicos. Debe recordarse que la contribución decisiva a la dosis la realiza la radiación de yodo beta, es decir, existe una cierta distribución desigual de la dosis en el volumen de la glándula y, debido a esto, la preservación de áreas individuales no dañadas del epitelio del folículo. . Cuando se utilizan los isótopos I132 e I134, que son potentes emisores gamma, efecto biológico mayor debido a la uniformidad de la irradiación del tejido glandular.

Yodo radiactivo

Entre los 20 radioisótopos de yodo formados en reacciones de fisión uranio y plutonio, un lugar especial lo ocupa 131-135 I (T 1/2 = 8,04 días; 2,3 horas; 20,8 horas; 52,6 minutos; 6,61 horas), caracterizado por un alto rendimiento en reacciones de fisión, alta capacidad de migración y biología accesibilidad. Durante el funcionamiento normal de las centrales nucleares, las emisiones de radionucleidos, incluidos los radioisótopos de yodo, son pequeñas. En condiciones de emergencia, como lo demuestran los accidentes graves, el yodo radiactivo, como fuente de irradiación externa e interna, fue el principal factor dañino en periodo inicial accidentes.

Diagrama simplificado de la descomposición del yodo-131. La desintegración del yodo-131 produce electrones con energías de hasta 606 keV y rayos gamma, principalmente con energías de 634 y 364 keV.

La principal fuente de yodo radiactivo para la población de las zonas contaminadas con radionúclidos eran los productos alimenticios locales de origen vegetal y animal. Una persona puede recibir yodo radiactivo a través de las siguientes cadenas:

• plantas → personas,
• plantas → animales → humanos,
• agua → hidrobiontes → humanos.

La leche, los productos lácteos frescos y las hortalizas de hoja con contaminación superficial suelen ser la principal fuente de yodo radiactivo para la población. La absorción del nucleido del suelo por las plantas, dada su corta vida útil, no tiene importancia práctica.

En cabras y ovejas, el contenido de yodo radiactivo en la leche es varias veces mayor que en las vacas. Cientos de yodo radiactivo entrante se acumulan en la carne animal. El yodo radiactivo se acumula en cantidades significativas en los huevos de aves. Coeficientes de acumulación (superiores al contenido en agua) 131 I en pez de mar, algas y moluscos alcanzan 10, 200-500, 10-70, respectivamente.

Los isótopos 131-135 I son de interés práctico. Su toxicidad es baja en comparación con otros radioisótopos, especialmente los que emiten alfa. Agudo lesiones por radiación pesado, medio y grado leve en un adulto se puede esperar que se tome 131 I por vía oral en cantidades de 55, 18 y 5 MBq/kg de peso corporal. La toxicidad del radionúclido cuando se inhala es aproximadamente dos veces mayor, lo que se asocia con área más grande irradiación beta de contacto.

EN proceso patologico Todos los órganos y sistemas están involucrados, especialmente el daño severo a la glándula tiroides, donde la mayoría dosis altas. Las dosis de radiación a la glándula tiroides en los niños debido a su pequeña masa, cuando reciben las mismas cantidades de yodo radiactivo, son significativamente mayores que en los adultos (la masa de la glándula en los niños, dependiendo de la edad, es de 1:5-7 g, en los adultos – 20 gramos).

Yodo radiactivo contiene mucha información detallada sobre el yodo radiactivo que, en particular, puede ser útil para los profesionales médicos.

cesio radiactivo

El cesio radiactivo es uno de los principales radionucleidos formadores de dosis de los productos de fisión del uranio y el plutonio. El nucleido se caracteriza por una alta capacidad de migración en el entorno externo, incluidas las cadenas alimentarias. La principal fuente de ingesta de radiocesio para los humanos son los alimentos para animales y origen vegetal. El cesio radiactivo suministrado a los animales a través de piensos contaminados se acumula principalmente en Tejido muscular(hasta un 80%) y en el esqueleto (10%).

Después de la desintegración de los isótopos radiactivos del yodo, la principal fuente de radiación externa e interna es el cesio radiactivo.

En cabras y ovejas, el contenido de cesio radiactivo en la leche es varias veces mayor que en las vacas. Se acumula en cantidades importantes en los huevos de aves. Los coeficientes de acumulación (que exceden el contenido en agua) de 137 Cs en los músculos de los peces alcanzan 1000 o más, en los moluscos, 100-700,
crustáceos – 50-1200, plantas acuáticas – 100- 10000.

La ingesta de cesio por parte de los seres humanos depende de la naturaleza de la dieta. Así, tras el accidente de Chernóbil en 1990, la contribución diversos productos La ingesta diaria media de radiocesio en las zonas más contaminadas de Bielorrusia fue la siguiente: leche - 19%, carne - 9%, pescado - 0,5%, patatas - 46%, verduras - 7,5%, frutas y bayas - 5%, pan y productos de panadería - 13%. Registro mayor contenido radiocesio en residentes que consumen grandes cantidades“regalos de la naturaleza” (setas, frutos del bosque y especialmente caza).

El radiocesio, que ingresa al cuerpo, se distribuye de manera relativamente uniforme, lo que conduce a una irradiación casi uniforme de órganos y tejidos. Esto se ve facilitado por la alta capacidad de penetración de los rayos gamma de su nucleido hijo 137m Ba, equivalente a aproximadamente 12 cm.

En el artículo original de I.Ya. Vasilenko, O.I. Vasilenko. El cesio radiactivo contiene mucha información detallada sobre el cesio radiactivo que, en particular, puede ser útil para los profesionales médicos.

Estroncio radiactivo

Después de los isótopos radiactivos del yodo y el cesio, el siguiente elemento en importancia, cuyos isótopos radiactivos contribuyen en mayor medida a la contaminación, es el estroncio. Sin embargo, la proporción de estroncio en la irradiación es mucho menor.

El estroncio natural es un oligoelemento y está formado por una mezcla de cuatro isótopos estables: 84 Sr (0,56%), 86 Sr (9,96%), 87 Sr (7,02%), 88 Sr (82,0%). Por propiedades físicas y químicas es un análogo del calcio. El estroncio se encuentra en todos los organismos vegetales y animales. El cuerpo humano adulto contiene aproximadamente 0,3 g de estroncio. Casi todo está en el esqueleto.

En condiciones normales de funcionamiento de una central nuclear, las emisiones de radionucleidos son insignificantes. Están causadas principalmente por radionucleidos gaseosos (gases nobles radiactivos, 14 C, tritio y yodo). Durante los accidentes, especialmente los de gran magnitud, las emisiones de radionucleidos, incluidos los radioisótopos de estroncio, pueden ser importantes.

89 Sr es de gran interés práctico. (T 1/2 = 50,5 días) y 90 Sr (T 1/2 = 29,1 años), caracterizado por un alto rendimiento en reacciones de fisión de uranio y plutonio. Tanto el 89 Sr como el 90 Sr son emisores beta. La desintegración del 89 Sr produce un isótopo estable de itrio (89 Y). La desintegración del 90 Sr produce 90 Y beta activo, que a su vez se desintegra para formar un isótopo estable de circonio (90 Zr).

Diagrama C de la cadena de desintegración 90 Sr → 90 Y → 90 Zr. La desintegración del estroncio-90 produce electrones con energías de hasta 546 keV, y la posterior desintegración del itrio-90 produce electrones con energías de hasta 2,28 MeV.

En el período inicial, el 89 Sr es uno de los componentes de la contaminación. ambiente externo en áreas cercanas de lluvia radiactiva. Sin embargo, el 89 Sr tiene una vida media relativamente corta y, con el tiempo, el 90 Sr comienza a predominar.

Los animales reciben estroncio radiactivo principalmente a través de los alimentos y, en menor medida, a través del agua (alrededor del 2%). Además del esqueleto, la mayor concentración de estroncio se observa en el hígado y los riñones, la mínima en los músculos y especialmente en la grasa, donde la concentración es de 4 a 6 veces menor que en otros tejidos blandos.

El estroncio radiactivo está clasificado como un radionúclido osteotrópico biológicamente peligroso. Como emisor beta puro, representa el principal peligro cuando ingresa al cuerpo. La población recibe el nucleido principalmente a través de productos contaminados. Ruta de inhalación importa menos. El radioestroncio se deposita selectivamente en los huesos, especialmente en los niños, exponiendo los huesos y lo que contienen. Médula ósea exposición constante.

Todo se describe en detalle en el artículo original de I.Ya. Vasilenko, O.I. Vasilenko. Estroncio radiactivo.