Изотопы иода
Изото́пы иода — разновидности химического элемента иода, имеющие разное количество нейтронов в ядре. Известны 37 изотопов иода с массовыми числами от 108 до 144 (количество протонов 53, нейтронов от 55 до 91) и 17 ядерных изомеров.
Единственным стабильным изотопом является 127I. Таким образом, природный иод является практически изотопно-чистым элементом. Самым долгоживущим радиоизотопом является 129I с периодом полураспада 15,7 млн лет.
Иод-131
Иод-131 (период полураспада 8 суток) — один из самых массовых изотопов в цепочках деления урана и плутония. Является значимым короткоживущим загрязнителем окружающей среды при радиационных авариях и ядерных взрывах. Для минимизации накопления этого изотопа в организме при загрязнениях окружающей среды свежими продуктами цепных реакций урана и плутония рекомендуется принимать препараты иода.
Применяют в медицине для лечения заболеваний щитовидной железы. Препарат иода накапливается в щитовидной железе, где бета-излучение изотопа оказывает локальное угнетающее действие на ткани железы. В России налажен полный цикл применения метода от производства изотопа до синтеза радиофармакологических препаратов.
Иод-135
Иод-135 (период полураспада 6,6 часа) значим в управлении ядерными реакторами. При его распаде образуется 135Xe — изотоп с очень большим сечением захвата нейтронов («нейтронный яд») и периодом полураспада около 9 часов. Этим явлением обусловлена так называемая «иодная яма» — появление высокой отрицательной реактивности после выключения или снижения мощности реактора, не позволяющее в течение 1-2 суток после этого вывести реактор на проектную мощность.
Иод-123
Иод-123 (период полураспада 13 часов) — искусственно получаемый изотоп, применяется в медицине для диагностики щитовидной железы[1], метастазов злокачественных опухолей щитовидной железы[2] и оценки состояния симпатической нервной системы сердца[3][4]. Малый период полураспада (13 часов) и мягкое гамма-излучение (160 кэВ) уменьшают радиотоксическое действие препаратов с этим изотопом по сравнению с 131I. По этой же причине не применяется для лечения. В России налажен полный цикл применения метода от производства изотопа до синтеза радиофармакологических препаратов.
Препараты: йофлупан-123.
Иод-124
Иод-124 — искусственный изотоп с периодом полураспада 4,176 суток. Схема распада — позитронный распад. Применяется в медицине для диагностики щитовидной железы методом позитронно-эмиссионной томографии[5] Получают на ускорителях путём облучения протонами мишени 124Te по схеме 124Te(p, n) → 124I.
Иод-125
Иод-125 — искусственно получаемый изотоп с периодом полураспада 59,4 суток, канал распада — электронный захват, применяется в медицине для лечения рака предстательной железы методом брахитерапии[6][4]. В России налажен полный цикл применения метода от производства изотопа до имплантации микроисточников.
Иод-129
Иод-129[англ.] имеет период полураспада 15,7 млн лет, позволяет выполнять радиоизотопное датирование по иод-ксеноновому методу. Также может быть долгоживущим маркером загрязнения продуктами деления урана при авариях и ядерных испытаниях.
Таблица изотопов иода
| Символ нуклида | Z(p) | N(n) | Масса изотопа[7] (а. е. м.) | Период полураспада[8] (T1/2) | Канал распада | Продукт распада | Спин и чётность ядра[8] | Распространённость изотопа в природе | Диапазон изменения изотопной распространённости в природе |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Энергия возбуждения | |||||||||
| 108I | 53 | 55 | 107,94348(39)# | 36(6) мс | α (90 %) | 104Sb | (1)# | ||
| β+ (9 %) | 108Te | ||||||||
| p (1 %) | 107Te | ||||||||
| 109I | 53 | 56 | 108,93815(11) | 103(5) мкс | p (99,5 %) | 108Te | (5/2+) | ||
| α (0,5 %) | 105Sb | ||||||||
| 110I | 53 | 57 | 109,93524(33)# | 650(20) мс | β+ (70,9 %) | 110Te | 1+# | ||
| α (17 %) | 106Sb | ||||||||
| β+, p (11 %) | 109Sb | ||||||||
| β+, α (1,09 %) | 106Sn | ||||||||
| 111I | 53 | 58 | 110,93028(32)# | 2,5(2) с | β+ (99,92 %) | 111Te | (5/2+)# | ||
| α (0,088 %) | 107Sb | ||||||||
| 112I | 53 | 59 | 111,92797(23)# | 3,42(11) с | 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) с | β+ (100 %) | 113Te | 5/2+# | ||
| α (3,3⋅10−7%) | 109Sb | ||||||||
| β+, α | 109Sn | ||||||||
| 114I | 53 | 61 | 113,92185(32)# | 2,1(2) с | β+ | 114Te | 1+ | ||
| β+, p (редко) | 113Sb | ||||||||
| 114mI | 265,9(5) кэВ | 6,2(5) с | β+ (91 %) | 114Te | (7) | ||||
| ИП (9 %) | 114I | ||||||||
| 115I | 53 | 62 | 114,91805(3) | 1,3(2) мин | β+ | 115Te | (5/2+)# | ||
| 116I | 53 | 63 | 115,91681(10) | 2,91(15) с | β+ | 116Te | 1+ | ||
| 116mI | 400(50)# кэВ | 3,27(16) мкс | (7−) | ||||||
| 117I | 53 | 64 | 116,91365(3) | 2,22(4) мин | β+ | 117Te | (5/2)+ | ||
| 118I | 53 | 65 | 117,913074(21) | 13,7(5) мин | β+ | 118Te | 2− | ||
| 118mI | 190,1(10) кэВ | 8,5(5) мин | β+ | 118Te | (7−) | ||||
| ИП (редко) | 118I | ||||||||
| 119I | 53 | 66 | 118,91007(3) | 19,1(4) мин | β+ | 119Te | 5/2+ | ||
| 120I | 53 | 67 | 119,910048(19) | 81,6(2) мин | β+ | 120Te | 2− | ||
| 120m1I | 72,61(9) кэВ | 228(15) нс | (1+, 2+, 3+) | ||||||
| 120m2I | 320(15) кэВ | 53(4) мин | β+ | 120Te | (7−) | ||||
| 121I | 53 | 68 | 120,907367(11) | 2,12(1) ч | β+ | 121Te | 5/2+ | ||
| 121mI | 2376,9(4) кэВ | 9,0(15) мкс | |||||||
| 122I | 53 | 69 | 121,907589(6) | 3,63(6) мин | β+ | 122Te | 1+ | ||
| 123I | 53 | 70 | 122,905589(4) | 13,2235(19) ч | ЭЗ | 123Te | 5/2+ | ||
| 124I | 53 | 71 | 123,9062099(25) | 4,1760(3) сут | β+ | 124Te | 2− | ||
| 125I | 53 | 72 | 124,9046302(16) | 59,400(10) сут | ЭЗ | 125Te | 5/2+ | ||
| 126I | 53 | 73 | 125,905624(4) | 12,93(5) сут | β+ (56,3 %) | 126Te | 2− | ||
| β− (43,7 %) | 126Xe | ||||||||
| 127I | 53 | 74 | 126,904473(4) | стабилен | 5/2+ | 1,0000 | |||
| 128I | 53 | 75 | 127,905809(4) | 24,99(2) мин | β− (93,1 %) | 128Xe | 1+ | ||
| β+ (6,9 %) | 128Te | ||||||||
| 128m1I | 137,850(4) кэВ | 845(20) нс | 4− | ||||||
| 128m2I | 167,367(5) кэВ | 175(15) нс | (6)− | ||||||
| 129I | 53 | 76 | 128,904988(3) | 1,57(4)⋅107 лет | β− | 129Xe | 7/2+ | ||
| 130I | 53 | 77 | 129,906674(3) | 12,36(1) ч | β− | 130Xe | 5+ | ||
| 130m1I | 39,9525(13) кэВ | 8,84(6) мин | ИП (84 %) | 130I | 2+ | ||||
| β− (16 %) | 130Xe | ||||||||
| 130m2I | 69,5865(7) кэВ | 133(7) нс | (6)− | ||||||
| 130m3I | 82,3960(19) кэВ | 315(15) нс | - | ||||||
| 130m4I | 85,1099(10) кэВ | 254(4) нс | (6)− | ||||||
| 131I | 53 | 78 | 130,9061246(12) | 8,02070(11) сут | β− | 131Xe | 7/2+ | ||
| 132I | 53 | 79 | 131,907997(6) | 2,295(13) ч | β− | 132Xe | 4+ | ||
| 132mI | 104(12) кэВ | 1,387(15) ч | ИП (86 %) | 132I | (8−) | ||||
| β− (14 %) | 132Xe | ||||||||
| 133I | 53 | 80 | 132,907797(5) | 20,8(1) ч | β− | 133Xe | 7/2+ | ||
| 133m1I | 1634,174(17) кэВ | 9(2) с | ИП | 133I | (19/2−) | ||||
| 133m2I | 1729,160(17) кэВ | ~170 нс | (15/2−) | ||||||
| 134I | 53 | 81 | 133,909744(9) | 52,5(2) мин | β− | 134Xe | (4)+ | ||
| 134mI | 316,49(22) кэВ | 3,52(4) мин | ИП (97,7 %) | 134I | (8)− | ||||
| β− (2,3 %) | 134Xe | ||||||||
| 135I | 53 | 82 | 134,910048(8) | 6,57(2) ч | β− | 135Xe | 7/2+ | ||
| 136I | 53 | 83 | 135,91465(5) | 83,4(10) с | β− | 136Xe | (1−) | ||
| 136mI | 650(120) кэВ | 46,9(10) с | β− | 136Xe | (6−) | ||||
| 137I | 53 | 84 | 136,917871(30) | 24,13(12) с | β− (92,86 %) | 137Xe | (7/2+) | ||
| β−, n (7,14 %) | 136Xe | ||||||||
| 138I | 53 | 85 | 137,92235(9) | 6,23(3) с | β− (94,54 %) | 138Xe | (2−) | ||
| β−, n (5,46 %) | 137Xe | ||||||||
| 139I | 53 | 86 | 138,92610(3) | 2,282(10) с | β− (90 %) | 139Xe | 7/2+# | ||
| β−, n (10 %) | 138Xe | ||||||||
| 140I | 53 | 87 | 139,93100(21)# | 860(40) мс | β− (90,7 %) | 140Xe | (3)(−#) | ||
| β−, n (9,3 %) | 139Xe | ||||||||
| 141I | 53 | 88 | 140,93503(21)# | 430(20) мс | β− (78 %) | 141Xe | 7/2+# | ||
| β−, n (22 %) | 140Xe | ||||||||
| 142I | 53 | 89 | 141,94018(43)# | ~200 мс | β− (75 %) | 142Xe | 2−# | ||
| β−, n (25 %) | 141Xe | ||||||||
| 143I | 53 | 90 | 142,94456(43)# | 100# мс [> 300 нс] | β− | 143Xe | 7/2+# | ||
| 144I | 53 | 91 | 143,94999(54)# | 50# мс [> 300 нс] | β− | 144Xe | 1−# | ||
Пояснения к таблице
- Распространённость изотопов приведена для большинства природных образцов. Для других источников значения могут сильно отличаться.
- Индексами m, m1, m2 и т. д. (рядом с символом) обозначены возбужденные изомерные состояния нуклида.
- Символами, выделенными жирным шрифтом, обозначены стабильные продукты распада. Символами, выделенными жирным курсивом, обозначены радиоактивные продукты распада, имеющие периоды полураспада, сравнимые с возрастом Земли или превосходящие его и вследствие этого присутствующие в природной смеси.
- Значения, помеченные решёткой (#), получены не из одних лишь экспериментальных данных, а (хотя бы частично) оценены из систематических трендов у соседних нуклидов (с такими же соотношениями Z и N). Неуверенно определённые значения спина и/или чётности заключены в скобки.
- Погрешность приводится в виде числа в скобках, выраженного в единицах последней значащей цифры, означает одно стандартное отклонение (за исключением распространённости и стандартной атомной массы изотопа по данным ИЮПАК, для которых используется более сложное определение погрешности). Примеры: 29770,6(5) означает 29770,6 ± 0,5; 21,48(15) означает 21,48 ± 0,15; −2200,2(18) означает −2200,2 ± 1,8.