Főmenü megnyitása
A test közepében látható sötét folt mellékvese-daganatot mutat (a bal oldali mellékvesén). A felvétel MIBG szcintigráfiás eljárással készült, a MIBG-ben lévő radiojód sugárzásának leképezésével. A két felvétel elölről, illetve hátulról készült ugyanarról a betegről. Látható még a pajzsmirigy sötét foltja a nyaknál, amit a pajzsmirigynek a gyógyszerből nem kívánt radiojód-felvétele okoz. A fej két oldalán látható felhalmozódás a nyálmirigyek jodidfelvételének következménye. A radioaktivitás megfigyelhető a húgyhólyagban is.

A jódnak (I) 37 izotópja ismert a 108I-tól a 144I-ig, de közülük csak egy, a 127I stabil. A jód tehát tiszta elem.

Leghosszabb élettartamú radioaktív izotópja a 129I, ennek felezési ideje 15,7 millió év, ami túlságosan kicsi ahhoz, hogy primordiális nuklidként fennmaradhasson. A 129I kozmogén forrásai csak rendkívül kis mennyiségben termelik ezt az izotópot, így ez az atomtömeg mérését nem befolyásolja – a jód egyetlen nuklidból álló elem: olyan elem, amelynek a természetben csak egyetlen nuklidja fordul elő. A Földön a 129I-ből származó radioaktivitás nagy része emberi eredetű: a korai kísérleti atomrobbantások és a reaktorbalesetek nem kívánatos hosszú élettartamú melléktermékei.

A jód többi radioizotópjának felezési ideje kevesebb, mint 60 nap, közülük négyet – a 123I-at, a 124I-et, a 125I-öt és a 131I-et – az orvostudomány nyomjelzőként vagy terápiás célra használ. Az összes radioaktív jód ipari előállítása erre a négy radionuklidra korlátozódik.

A 135I felezési ideje kevesebb, mint hét óra, ami túl rövid ahhoz, hogy a biológiában felhasználhassák. Ezen izotóp helyben történő elkerülhetetlen keletkezése fontos tényező az atomreaktorok szabályozásában, mivel bomlásterméke, a 135Xe a leghatékonyabb ismert neutronelnyelő, a jódgödörként ismert jelenségért felelős nuklid.

Az ipari előállításon kívül a 131I (felezési ideje 8 nap) az egyik legnagyobb mennyiségben keletkező hasadási termék, ezért – nem szándékoltan – nagyon nagy mennyiségben keletkezik az atomreaktorokban. Illékonysága, rövid felezési ideje és a hasadási termékek közötti nagy gyakorisága miatt egy atomerőművi baleset során a környezetbe kikerülő radioaktív hulladékban a baleset utáni első héten (a másik rövid felezési idejű jódizotóppal, a 3 napos felezési idejű 132Te-ből keletkező 132I-vel együtt) a 131I okozza a legnagyobb mértékű radioaktív szennyezést.

A jód standard atomtömege 126,90447(3) u.

Az egyes izotópok hozzájárulása a Csernobili balesetet követően a (levegőben mért) összaktivitáshoz. Észrevehető a I-131 és Te-132/I-132 okozta sugárzás dominanciája az első hétben. (A kép adatai az OECD jelentéséből, valamint a 'The radiochemical manual' második kiadásából származnak.[1])

Fontosabb radioizotópokSzerkesztés

A jód-129Szerkesztés

A meteoritokban a stabil 129Xe többletmenyiségéről kimutatták, hogy az annak a „primordiális” jód-129-nek a bomlásterméke, mely a Naprendszer kialakulásához anyagot szolgáltató szupernóvák robbanása során keletkezett. Ez az izotóp már régen lebomlott, ezért természetes körülmények között már nem fordul elő. Ez volt az első radionuklid, melynek létezését kimutatták a korai Naprendszerben. Bomlása a jód–xenon radiometrikus kormeghatározási módszer alapja, ez az eljárás a Naprendszer fejlődésének első 85 millió évét fedi le.

A jód-129 (129I, felezési ideje 15,7 millió év) keletkezhet a Föld légkörében a xenon különböző izotópjaiból a kozmikus sugárzás által kiváltott spalláció révén, a kozmikus sugárzás müonjainak és a tellúr-130 kölcsönhatásából, valamint az urán és plutónium maghasadása során is, mind a felszín alatti kőzetekben, mint az atomreaktorokban. Mesterséges nukleáris folyamatok, különösen a fűtőanyag újrafeldolgozása és a légköri atomrobbantások elmosták az izotóp természetes jeleit. Mindazonáltal a felszín alatti vizekben felhasználják annak vizsgálatára, hogy kerül-e ki radioaktív szennyvíz a környezetbe. Hasonló módon a 129I-et a csapadékvizekben is vizsgálták, hogy nyomon kövessék a csernobili baleset hasadási termékeit.

Bizonyos tekintetben a 129I hasonlít a 36Cl-hoz: oldható halogén, csak kevéssé reaktív, többnyire nem adszorbeálódó anion formájában található meg, és kozmogén, termonukleáris vagy in-situ reakciókban keletkezik. Hidrológiai vizsgálatokban a 129I koncentrációját rendszerint a 129I és a teljes I (gyakorlatilag az összes 127I) arányaként adják meg. Mint ahogyan a 36Cl/Cl, a természetes 129I/I arány is nagyon kicsi, 10−14 és −10 közötti érték (az 1960–70-es években a termonukleáris robbantások miatt a csúcsérték 10−7 körül volt). A 129I és a 36Cl közötti különbségek: előbbi hosszabb felezési idővel rendelkezik (15,7 millió, illetve 301 ezer év), erősen biofil és többféle – kémiailag eltérően viselkedő – ionos formában is előfordul (többnyire I és IO3). Ezek miatt a 129I elég könnyen bekerül a bioszférába, mivel bekerül a növényzetbe, talajba, tejbe, állati szövetekbe stb.

A I-123, I-124, I-125 és I-131 izotópok a gyógyászatban és a biológiábanSzerkesztés

Mivel a jódot elsősorban a pajzsmirigy veszi fel, a jód radioaktív izotópjait (radiojód) kiterjedten használják a rendellenes működésű pajzsmirigy szövetek feltérképezésére (és a I-131 esetén) és elpusztítására. Utóbbi más, jód-131-tartalmú célzott szövetkereső és -pusztító radiofarmakonok (például MIBG) szelektív felvételére képes szövetek esetén is használatos. A jód másik, sugárterápiában használt izotópja a jód-125, de ezt csak brachyterápiaként, beültetett kapszula formájában alkalmazzák, ahol az izotóp nem tud kémiai kapcsolatba kerülni a test szöveteivel.

Jód-131Szerkesztés

A jód-131 (131I) nyolc napos felezési idejű béta-sugárzó izotóp, viszonylag erős (átlagosan 190 keV, maximálisan 606 keV energiájú) béta-sugárzást bocsát ki, mely 0,6–2,0 mm mélyre hatol az elnyelő anyagban. Sugárzása felhasználható a pajzsmirigy csomóinak vagy túlműködő szöveteinek elpusztítására és Graves–Basedow-kór műtéti kezelése után a maradék pajzsmirigyszövet eltávolítására. Különösen Graves–Basedow-kór esetén a radioterápia előtt gyakran eltávolítják a pajzsmirigyet, elkerülendő az epilálás és a sugárzás káros hatásai által okozott mellékhatásokat. E terápia célja – melyet elsőként Dr. Saul Hertz fogalmazott meg 1941-ben[2] – az, hogy elpusztítsa azokat a pajzsmirigyszöveteket, melyeket műtéti úton nem tudtak eltávolítani. Az eljárás során diagnosztikus vizsgálatot (diagnostic scan) követően 131I-et adnak be intravénásan vagy szájon át. Az eljárás – nagyobb mennyiségű radiojóddal – használható pajzsmirigyrák kezelésére is.

A 131I-et a pajzsmirigy szövetei veszik fel és azokban dúsul fel. A radioizotóp által kibocsátott béta-részecskék pusztítják a pajzsmirigy szövetet, de a környező szövetekre (melyek több mint 2,0 mm-re vannak a jódot felvevő szövettől) alig fejtenek ki károsító hatást. Roncsoló hatása miatt a 131I-et más, vízben oldható jóddal jelölt radiofarmakonokban (például az MIBG-ben) is használják szövetek terápiás elpusztítása céljából.

Nagy energiájú béta-sugárzása miatt a 131I a legrákkeltőbb az összes jódizotóp közül. Úgy vélik, hogy a hasadási termékkel (atomrobbantás miatti kihullás vagy atomerőművi baleset, mint például a csernobili baleset által) szennyezett területeken a többlet pajzsmirigyrákos esetek számának nagy részét ez az izotóp okozza.

Jód-123 és jód-125Szerkesztés

A jód-123 gamma-sugárzó izotópot (felezési ideje 13 óra), valamint (ritkábban) a hosszabb élettartamú, lágyabb gamma-sugárzást kibocsátó jód-125 izotópot (utóbbi felezési ideje 59 nap) nukleáris medicinás képalkotás során használják a pajzsmirigy anatómiai és fiziológiás funkciónak feltérképezéséhez. Abnormális eredményt okozhatnak olyan rendellenességek, mint például a Graves–Basedow-kór vagy a Hashimoto-thyreoiditis. Mindkét izotóp elektronbefogással tellúrra bomlik, de a leánymag egyik esetben sem metastabil (mind a Te-123m, mind a Te125m magasabb energiaszintet jelentene, így radiojódból nem keletkezhetnek), így a tellúrmagok azonnal leadják a gerjesztési energiát (ennek felezési ideje mérhetetlenül rövid). Az elektronbefogást követően a I-123-ból keletkező gerjesztett Te-123 az esetek mintegy 13%-ában nagy sebességű, 127 keV-os belső konverziós elektront (nem béta-sugárzást) bocsát ki, de ez – a nuklid rövid felezési ideje és ezen bomlási mód viszonylag ritkább előfordulása miatt – csak kismértékű szövetkárosítást okoz. A többi esetben 159 keV energiájú gamma-foton lép ki, amely jól használható gamma-képalkotásra.

A I-125 elektronbefogásával keletkező gerjesztett Te-125 nuklidból is lép ki konverziós elektron (ennek energiája jóval kisebb, 35,5 keV), amely kis energiája miatt viszonylag kevéssé károsítja a szöveteket, noha ez a bomlási mód nagyobb valószínűséggel lép fel. A I-125/Te-125 bomlásakor kilépő viszonylag kis energiájú gamma-foton nem igazán alkalmas képalkotásra, de detektálható, és a több napos megfigyelést igénylő vizsgálatokhoz a hosszabb élettartamú izotóp alkalmazása szükséges.

Mind a I-123, mind a I-125 több, kis energiájú Auger elektront is kibocsát bomlása során, de ezek nem okoznak számottevő sejtkárosodást (a kétszálú DNS szakadását), ha a nuklidot nem olyan gyógyszermolekulába építik be, amely a sejtmagban vagy a DNS-ben halmozódik fel (a klinikai gyógyszereknél ilyen hatás sosem lép fel, de kísérleti állatmodelleknél tapasztalták már).[3]

Kis dózisteljesítményű brachyterápiában a radioonkológusok gyakran használják a jód-125-öt nemcsak a pajzsmirigy, hanem főleg a prosztatarák kezelésére is. A I-125 terápiás alkalmazása titán kapszulába zárva történik, melyeket beültetik a tumorba és ott hagyják (permanens implantációs kezelés). A gamma-sugárzás kis energiája miatt a beültetett kapszulától távolabbi szövetek sugárkárosodása csekély.

Jód-124Szerkesztés

A jód-124 a jód protonban gazdag izotópja, felezési ideje 4,18 nap. Bomlási módjai: 74,4% elektronbefogás, 25,6% pozitronemisszió. Bomlásterméke a 124Te. A jód-124 ciklotronban többféle magreakció útján is előállítható. A leggyakrabban használt kiindulási anyaga a 124Te.

A jód-124 jodid só formájában felhasználható a pajzsmirigy pozitronemissziós tomográfiával történő közvetlen képalkotására.[4] A jód-124 a PET-ben radioaktív jelzőként is használható, melynél előnyt jelent a fluor-18-nál hosszabb felezési ideje. Ezen alkalmazása során a nuklidot kémiai kötéssel egy gyógyszermolekulához kapcsolva nyerik a pozitront emittáló radiofarmakont. Ezt juttatják utána a szervezetbe a PET-felvétel elkészítéséhez.

A jód-135 és az atomreaktorok szabályozásaSzerkesztés

A jód-135 felezési ideje 6,6 óra. Az atomreaktorok fizikájának szempontjából fontos izotóp, a reaktor működése során viszonylag nagy mennyiségben keletkező hasadási termék. Bomlásterméke a xenon-135, mely a termikus neutronokra nézve nagyon nagy neutron befogási hatáskeresztmetszettel rendelkező reaktorméreg, ami az atomreaktorok szabályozásában számos nehézséget okoz. A jód-135 bomlása során felgyűlő xenon-135 ideiglenesen megakadályozhatja egy leállított reaktor újraindítását. Ezt a jelenséget xenonmérgezésnek vagy jódgödörnek nevezik.

Jód-128 és más izotópokSzerkesztés

A jód fentebb nem tárgyalt, hasadási termékként keletkező izotópjainak (jód-128, jód-130, jód-132 és jód-133) felezési ideje csak néhány óra vagy perc, ami felhasználásukat szinte lehetetlenné teszi. A fentebb tárgyalt izotópok neutronban gazdagok, így béta-bomlással a xenon megfelelő izotópjává alakulnak. A jód-128 (felezési ideje 25 perc) elektronbefogással tellúr-128-ra vagy béta-bomlással xenon-128-ra bomolhat. Fajlagos aktivitása 2,177·106 TBq/g.

Stabil jód (I-127), mint a pajzsmirigy radiojód felvétele elleni védelemSzerkesztés

A nukleáris medicina szcintigráfiás vizsgálatai során, amikor nem a pajzsmirigyet célzó radiojód tartalmú vegyületekkel végeznek vizsgálatot vagy kezelést, a pajzsmirigy jódfelvételét gátló (nem radioaktív) kálium-jodidot is adnak a betegnek.

Nukleáris baleset révén radioaktív jód juthat a környezetbe, mely belégzéssel a tüdőn keresztül a szervezetbe kerülhet. A jódot a pajzsmirigy veszi fel, és mivel a szervezet nem tudja megkülönböztetni a stabil és a radioaktív jódot, a pajzsmirigyben feldúsuló radioaktív jód különböző megbetegedéseket okozhat. Ennek megelőzésére stabil jódot tartalmazó kálium-jodid tabletta („jódtablettát”) szedését rendelhetik el, mellyel – időben alkalmazva – a pajzsmirigy stabil jóddal telíthető, ezáltal a radiojód felvétele jelentősen csökkenthető. Ilyen célra Magyarország is rendelkezik készletekkel. A kálium-jodid tabletta más izotópok, illetve a radioaktív sugárzás hatásai ellen nem nyújt védelmet.[5][6]

A jód-131 (a radioaktív kihullás leggyakoribb radiojód összetevője) is viszonylag gyorsan, 8 nap felezési idővel elbomlik, így az eredeti radiojód mennyiségének 99,5%-a három hónap elteltével eltűnik.

TáblázatSzerkesztés

nuklid
jele
Z(p) N(n)  
izotóptömeg (u)
 
felezési idő bomlási
mód(ok)[7][m 1]
leány-
izotóp(ok)[m 2]
magspin jellemző
izotóp-
összetétel
(móltört)
természetes
ingadozás
(móltört)
gerjesztési energia
108I 53 55 107,94348(39)# 36(6) ms α (90%) 104Sb (1)#
β+ (9%) 108Te
p (1%) 107Te
109I 53 56 108,93815(11) 103(5) µs p (99,5%) 108Te (5/2+)
α (0,5%) 105Sb
110I 53 57 109,93524(33)# 650(20) ms β+ (83%) 110Te 1+#
α (17%) 106Sb
β+, p (11%) 109Sb
β+, α (1,09%) 106Sn
111I 53 58 110,93028(32)# 2,5(2) s β+ (99,91%) 111Te (5/2+)#
α (0,088%) 107Sb
112I 53 59 111,92797(23)# 3,42(11) s β+ (99,01%) 112Te
β+, p (0,88%) 111Sb
β+, α (0,104%) 108Sn
α (0,0012%) 108Sb
113I 53 60 112,92364(6) 6,6(2) s β+ (100%) 113Te 5/2+#
α (3,3×10−7%) 109Sb
β+, α 109Sn
114I 53 61 113,92185(32)# 2,1(2) s β+ 114Te 1+
β+, p (ritka) 113Sb
114mI 265,9(5) keV 6,2(5) s β+ (91%) 114Te (7)
IT (9%) 114I
115I 53 62 114,91805(3) 1,3(2) perc β+ 115Te (5/2+)#
116I 53 63 115,91681(10) 2,91(15) s β+ 116Te 1+
116mI 400(50)# keV 3,27(16) µs (7−)
117I 53 64 116,91365(3) 2,22(4) perc β+ 117Te (5/2)+
118I 53 65 117,913074(21) 13,7(5) perc β+ 118Te 2−
118mI 190,1(10) keV 8,5(5) perc β+ 118Te (7−)
IT (ritka) 118I
119I 53 66 118,91007(3) 19,1(4) perc β+ 119Te 5/2+
120I 53 67 119,910048(19) 81,6(2) perc β+ 120Te 2−
120m1I 72,61(9) keV 228(15) ns (1+,2+,3+)
120m2I 320(15) keV 53(4) perc β+ 120Te (7−)
121I 53 68 120,907367(11) 2,12(1) óra β+ 121Te 5/2+
121mI 2376,9(4) keV 9,0(15) µs
122I 53 69 121,907589(6) 3,63(6) perc β+ 122Te 1+
123I[m 3] 53 70 122,905589(4) 13,2235(19) óra EC 123Te 5/2+
124I[m 3] 53 71 123,9062099(25) 4,1760(3) nap β+ 124Te 2−
125I[m 3] 53 72 124,9046302(16) 59,400(10) nap EC 125Te 5/2+
126I 53 73 125,905624(4) 12,93(5) nap β+ (56,3%) 126Te 2−
β (44,7%) 126Xe
127I[m 4] 53 74 126,904473(4) Stabil[m 5] 5/2+ 1,0000
128I 53 75 127,905809(4) 24,99(2) perc β (93,1%) 128Xe 1+
β+ (6,9%) 128Te
128m1I 137,850(4) keV 845(20) ns 4−
128m2I 167,367(5) keV 175(15) ns (6)−
129I[m 4][m 6] 53 76 128,904988(3) 1,57(4)·107 év β 129Xe 7/2+ nyomokban[m 7]
130I 53 77 129,906674(3) 12,36(1) óra β 130Xe 5+
130m1I 39,9525(13) keV 8,84(6) perc IT (84%) 130I 2+
β (16%) 130Xe
130m2I 69,5865(7) keV 133(7) ns (6)−
130m3I 82,3960(19) keV 315(15) ns
130m4I 85,1099(10) keV 254(4) ns (6)−
131I[m 4][m 3] 53 78 130,9061246(12) 8,02070(11) nap β 131Xe 7/2+
132I 53 79 131,907997(6) 2,295(13) óra β 132Xe 4+
132mI 104(12) keV 1,387(15) óra IT (86%) 132I (8−)
β (14%) 132Xe
133I 53 80 132,907797(5) 20,8(1) óra β 133Xe 7/2+
133m1I 1634,174(17) keV 9(2) s IT 133I (19/2−)
133m2I 1729,160(17) keV ~170 ns (15/2−)
134I 53 81 133,909744(9) 52,5(2) perc β 134Xe (4)+
134mI 316,49(22) keV 3,52(4) perc IT (97,7%) 134I (8)−
β (2,3%) 134Xe
135I[m 8] 53 82 134,910048(8) 6,57(2) óra β 135Xe 7/2+
136I 53 83 135,91465(5) 83,4(10) s β 136Xe (1−)
136mI 650(120) keV 46,9(10) s β 136Xe (6−)
137I 53 84 136,917871(30) 24,13(12) s β (92,86%) 137Xe (7/2+)
β, n (7,14%) 136Xe
138I 53 85 137,92235(9) 6,23(3) s β (94,54%) 138Xe (2−)
β, n (5,46%) 137Xe
139I 53 86 138,92610(3) 2,282(10) s β (90%) 139Xe 7/2+#
β, n (10%) 138Xe
140I 53 87 139,93100(21)# 860(40) ms β (90,7%) 140Xe (3)(−#)
β, n (9,3%) 139Xe
141I 53 88 140,93503(21)# 430(20) ms β (78%) 141Xe 7/2+#
β, n (22%) 140Xe
142I 53 89 141,94018(43)# ~200 ms β (75%) 142Xe 2−#
β, n (25%) 141Xe
143I 53 90 142,94456(43)# 100# ms [>300 ns] β 143Xe 7/2+#
144I 53 91 143,94999(54)# 50# ms [>300 ns] β 144Xe 1−#
  1. Rövidítések:
    EC: Elektronbefogás
    IT: Izomer átmenet
  2. A stabil izotópok félkövérrel vannak kiemelve, a majdnem stabilak (melyek felezési ideje a világegyetem koránál hosszabb) félkövér dőlttel vannak jelölve
  3. a b c d A nukleáris medicinában használják
  4. a b c Hasadási termék
  5. Elméletileg spontán maghasadásra képes
  6. Felhasználható bizonyos, a Naprendszer kezdetén lejátszódott események időpontjának meghatározására, olykor felszín alatti vizek kormeghatározásában is alkalmazzák
  7. Kozmogén nuklid, nukleáris szennyezőként is előfordul
  8. Atomreaktorokban keletkezik a 135Te bomlástermékeként, és továbbalakul 135Xe-té, amely ha felhalmozódik, a reaktor leállását okozhatja az úgynevezett jódgödör miatt

MegjegyzésekSzerkesztés

  • A # jel a nem kizárólag kísérletekből, hanem részben szisztematikus trendekből származó értéket jelöl. A nem kellő megalapozottsággal asszignált spinek zárójelben szerepelnek.
  • A bizonytalanságokat rövid formában – a megfelelő utolsó számjegy után zárójelben – adjuk meg. A bizonytalanság értéke egy standard deviációnak felel meg, kivéve, ahol az izotóp-összetételt és standard atomtömeget a IUPAC nagyobb bizonytalansággal adja csak meg.

JegyzetekSzerkesztés

  1. Nuclear Data Evaluation Lab. (Hozzáférés: 2009. május 13.)
  2. Hertz, Barbara; Schuleller, Kristin. "Saul Hertz, MD (1905 - 1950) A Pioneer in the Use of Radioactive Iodine", Endocrine Practice 2010 16,4;713-715.
  3. V. R. Narra et al. (1992). „Radiotoxicity of Some Iodine-123, Iodine-125, and Iodine- 131-Labeled Compounds in Mouse Testes: Implications for Radiopharmaceutical Design”. Journal of Nuclear Medicine 33 (12), 2196. o.  [halott link]
  4. E. Rault et al. (2007). „Comparison of Image Quality of Different Iodine Isotopes (I-123, I-124, and I-131)”. Cancer Biotherapy & Radiopharmaceuticals 22 (3), 423–430. o. DOI:10.1089/cbr.2006.323. PMID 17651050.  
  5. http://www.katasztrofavedelem.hu/index2.php?pageid=lakossag_kattipus_nuklearis_baleset
  6. Archivált másolat. [2013. október 1-i dátummal az eredetiből archiválva]. (Hozzáférés: 2014. november 2.)
  7. http://www.nucleonica.net/unc.aspx

FordításSzerkesztés

Ez a szócikk részben vagy egészben az Isotopes of iodine című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel.

ForrásokSzerkesztés

További olvasnivalókSzerkesztés