Jod-131 Halbwertszeit und Realität

Das Jod-131 unterliegt einem Beta-Zerfall. Das macht es radioaktiv. Je schneller es zerfällt, desto mehr Strahlung gibt es pro Zeiteinheit ab. Ja, das Material verschwindet schneller als etwas mit einer längeren Halbwertszeit, aber seine Zerfallsgeschwindigkeit bedeutet, dass es heißer ist.

Jod-131 zerfällt mit einer Halbwertszeit von 8,02 Tagen in stabiles Xenon-131 , das nicht als krebserregend gilt . Xenon gehört sicherlich nicht in Ihren Körper, aber die produzierte Menge wäre chemisch unbedeutend . Jod hat im Körper eine biologische Halbwertszeit von 100 Tagen, so dass jegliches Jod-131 wahrscheinlich zerfällt, bevor es ausgeschieden wird. Die Antwort auf beide Fragen lautet also JA, da die Strahlung viel gefährlicher ist als das Vorhandensein von Xenon und dieses Risiko zum Zeitpunkt des Zerfalls besteht.

BEARBEITEN: Die obige Antwort geht davon aus, dass Jod-131 konsumiert wurde und einige Zeit vergangen ist, und sie ist falsch, es sei denn, es gibt eine Möglichkeit, das radioaktive Jod zu entfernen (KI-Therapie?). Die Implikation ist, dass eine solche Behandlung so schnell wie möglich begonnen werden sollte, aber es kann die Kosten nicht wert sein , wenn bereits Monate vergangen sind. Ohne diese Möglichkeit entsteht das Risiko zum Zeitpunkt der Einnahmeund die Antwort auf die Frage nach dem Gesundheitsrisiko lautet NEIN. Die obige Antwort ist auch falsch, wenn wir andere Möglichkeiten berücksichtigen (z. B. eine Heilung von Krebs). Wenn wir, wie Henry in den Kommentaren vorschlägt, ein mit Jod-131 kontaminiertes Glas Wasser haben und es 90 Tage lang im Kühlschrank aufbewahren, dann sind mehr als 99,9 % des Isotops zu stabilem und harmlosem Xenon zerfallen. Aber ich würde es nur trinken, wenn es keinen Zweifel daran gäbe, dass es frei von anderen radioaktiven oder giftigen Chemikalien (wie Cäsium-137 ) ist.

I131 ist ein Gamma- und Beta-emittierendes Isotop. Als solche ist die Beta-Emission die destruktive Komponente. Beta-Emission ist ein Elektron, das aus dem Kern ausgestoßen wird und ionisiert. Dieser Aspekt macht Beta-Elektronen sehr zerstörerisch für Schilddrüsengewebe, das Jod etwa 200-mal mehr konzentriert als jedes andere Gewebe, um Thyroxin herzustellen, ein endokrines Hormon, das die Geschwindigkeit von Stoffwechselprozessen reguliert. Die wichtige Überlegung ist die Energiedosis. Dies ist die absorbierte Gesamtdosis, während das I131 vorhanden ist. Das Gesundheitsrisiko ist also in einer Halbwertszeit nicht halb so groß, da die Dosis intern ist und die 1. Hälfte bereits absorbiert wurde.

Betastrahlen, ein Produkt des I131-Zerfalls, haben eine sehr kurze Reichweite. Wenn es in der Schilddrüse konzentriert wird, wird es aus praktischen Gründen nicht biologisch eliminiert, bevor es zerfällt. Dadurch wird ein Großteil des umgebenden Gewebes ionisiert.

Andererseits haben Gammastrahlen im Körper einen geringen Absorptionsquerschnitt und richten daher kaum Schaden an. Schließlich ist Xenon inert und sollte überhaupt keinen Schaden anrichten.

Dementsprechend besteht der Trick für die Menschen darin, die Aufnahme von I131 zu minimieren. In der Nähe des Reaktors befindet sich etwas atmosphärischer Staub I131. Es gibt kontaminiertes Grund- und Meerwasser. Es könnte auch zu einer Aufnahme in Meereslebewesen und -vegetation kommen.

Es scheint mir, dass Jodidtabletten nicht erforderlich sind, außer für Menschen, die die Nähe der Anlage und ihrer Umgebung nicht vermeiden können. Vermeiden wäre viel praktischer.

Zu dieser Diskussion sollte hinzugefügt werden, dass anscheinend radioaktives Jod-131 eine sogenannte "effektive Halbwertszeit" hat, wenn es sich im menschlichen Körper befindet ... nun physikalisch hat das 131-Isotop eine Halbwertszeit von 8,02 Tagen und dies bleibt genau so egal, ob es sich um ein körperinternes oder -externes Isotop handelt – die Haltbarkeit jedes radioaktiven Isotops ist eine physikalische Konstante, die streng von der Struktur des Kerns abhängt, und seine Lage innerhalb oder außerhalb des menschlichen Körpers ist ohne Bedeutung. Wenn jedoch radioaktives Jod-131 in einen Menschen eingeführt wird (normalerweise als NaI) und ein Strahlungsmessgerät, ein Geigerzähler oder ein Instrument, das die Zählwerte pro Minute (CPM) misst, aus irgendeinem physiologischen Grund in der Nähe der Schilddrüse platziert wird, zu der das führt Jod wird am stärksten gravitiert und gehalten, und die Zeit, die die Zählung benötigt, um auf genau die Hälfte ihres ursprünglichen Höchstwerts abzufallen, wird genommen und gemittelt ... die resultierende Zahl ist anders als 8,02 Tage. Dies könnte aus der Migration des "heißen" Jods in andere Teile des Körpers oder was auch immer resultieren, aber diese neue "Halbwertszeit", wie sie gemessen wird, wird als "effektive Halbwertszeit" im Körper bezeichnet ... aber dieser Begriff kann Menschen zu der Annahme verleiten, dass sich die physikalischen Eigenschaften von radioaktivem Jod nach der Einnahme ändern – dem ist nicht so.

Bedeutet das, dass Menschen, die radioaktives Wasser (mit Jod-131) trinken, innerhalb von 8 Tagen die Hälfte davon verlieren?

Ja, Halbwertszeit bedeutet genau das. Dh dass nach der Halbwertszeit die betrachtete Menge (in diesem Fall radioaktives Material) auf die Hälfte ihrer Ausgangsmenge reduziert wird. Genaue Halbwertszeit für${}^{131}I$Ist$8~\text{days}~28~\text{minutes}$. Nach$\approx 2~\text{months}$vergangen ist, wird es weniger als geben$1\%$des in der Zielprobe vorhandenen radioaktiven Jods.

ABER ... damit dies geschieht, müssen die Menschen aufhören, Wasser mit Jod-131-Quelle zu trinken, nachdem sie eine gewisse Menge davon getrunken haben. Wenn sie ständig radioaktives Wasser trinkt, dann zerfällt der Teil${}^{131}I$in ihrem Körper werden durch neue radioaktive Dosis aus radioaktivem Wasser wieder aufgefüllt. Wenn also trinkbares Wasser eine erneuerbare Jod-131-Quelle hat, hilft die kurze Halbwertszeit von radioaktivem Material überhaupt nicht. In diesem Fall${}^{131}I$Die Konzentration im Körper kann mit der Zeit sogar zunehmen, wenn der Mensch mehr radioaktives Wasser trinkt, als der Körper es aufgrund des radioaktiven Zerfalls loswerden kann.

Und damit würde das Gesundheitsrisiko mit der Zeit immer geringer?

Meine Meinung ist, dass schlecht etwas schlecht ist, egal was passiert. Denn kumulative gesundheitliche Auswirkungen sind das, worauf es am Ende ankommt. Ich glaube, Sie können den gleichen Krebs bekommen, wenn Sie einer sehr starken Strahlungsquelle kurz ausgesetzt sind oder wenn Sie sich lange Zeit unter einem schwachen radioaktiven Feld befinden. In jedem Fall ist es nicht gut für Ihre Gesundheit.

Nun zum Jod-131-Zerfall. Grundsätzlich zerfällt es mit folgender Reaktion:

So bekommt Ihr Körper im Verlauf des radioaktiven Zerfalls eine Suppe aus Beta-, Gamma- und Antineutrino-Strahlung. Ausgestrahlte Beta-Partikel sind sehr energiereich – typischerweise haben sie Energie$0.606~\text{MeV}$. Dies macht etwa aus$53\%$Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Elektronen sind also sehr mächtig und können nach Emission ein Körpergewebe durchdringen$0.6 - 2 \,\text{mm}$Entfernung, auf dem Weg ionisierend anderes Körperzellmaterial. Die menschliche Haut kann von Gamma-, Röntgen-Photonen mit einer Energie von durchdrungen werden$\geq 200~\text{keV}$. Diese in einem Reaktionsnebenprodukt hat etwa 364$\text{keV}$, also scheinen sie auch Organgewebe durchdringen zu können. Durchdringende Gammastrahlen können das Krebsrisiko erhöhen oder Ihre DNA-Moleküle schädigen, was das Risiko von Geburtsfehlern bei Kindern erhöht. Antineutrino- (sowie Neutrino-) Teilchen interagieren sehr schwach mit Materie, daher sollten sie nach der Emission Ihren Körper ohne jegliche Wirkung verlassen. Dennoch sehe ich keinen Grund, die Antineutrino-Dichte in Ihrem Körper zu erhöhen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass radioaktives Wasser besser in Ruhe gelassen werden sollte.

BEARBEITEN

Wenn es für niemanden möglich ist, sauberes Wasser zu bekommen, sollte radioaktives Wasser in einem Keller oder an einem anderen Ort gelagert werden$2-6 ~\text{months}$ ohne es zu berühren - um die darin enthaltene Strahlungsmenge zu minimieren, und erst danach konnte es in moderaten Mengen getrunken werden.