ヨウ素131

ヨウ素131とは

ヨウ素131（Iodine-131, 131I）は、ヨウ素の放射性同位体の一つで、質量数が131のものを指します。半減期は約8日と比較的短く、主に医療や製薬分野で利用される一方、核分裂生成物として放射能汚染の原因となる主要な核種の一つでもあります。

概要

ヨウ素131は、1950年代の核実験やチェルノブイリ原子力発電所事故、そして現代の原子力事故においても、その放射能汚染が問題視されてきました。ウランやプルトニウムの核分裂によって生成され、核分裂生成物の総重量の約3%を占めます。

ベータ崩壊によって放出される放射線は、細胞を透過し、数ミリメートル離れた場所で突然変異や細胞死を引き起こす可能性があります。高線量の放射線は、甲状腺の組織を破壊する傾向があり、結果としてがんの原因となることがあります。

一方で、ヨウ素131は医療分野でも利用されています。甲状腺がんの治療には、中程度の線量のヨウ素131が用いられることがありますが、高線量での治療の方が、甲状腺がんのリスクを増やさないという研究結果もあります。そのため、小児への使用は控えられ、治療目的の場合、最大限量でのみ用いられることが増えています。

生成

ヨウ素131は、主に原子炉内でテルルに中性子を照射することで生成されます。天然テルルを照射すると、テルル130が中性子を吸収しテルル131となり、それがベータ崩壊を経てヨウ素131になります。また、ウラン235の核分裂によっても生成されます。

生成されたヨウ素131は、テルル化合物から分離されます。テルル化合物をイオン交換カラムに固定した状態で照射し、ヨウ素131を放出させた後、アルカリ溶液で溶出させる方法や、テルル元素を照射後、乾燥蒸留によりヨウ素131を分離する方法があります。

放射性崩壊

ヨウ素131は、ベータ崩壊とガンマ崩壊を起こし、安定同位体のキセノン131へと変化します。この時、ベータ線とガンマ線が放出されます。ベータ線のエネルギーは最大で807keV、ガンマ線のエネルギーは364keVです。ベータ線は人体に照射されると、体内を0.6～2mm程度透過します。

人体への影響

ヨウ素は、主に甲状腺に蓄積されます。放射性ヨウ素であるヨウ素131が体内に取り込まれると、甲状腺に蓄積し、放射線によって甲状腺にダメージを与えます。高濃度のヨウ素131を取り込んだ場合、遅発性の甲状腺がんのリスクが高まります。また、良性腫瘍や甲状腺肥大の可能性も指摘されています。

ヨウ素剤を服用することで、甲状腺がんのリスクを低減できます。これは、体内のヨウ素濃度を上げることで、放射性ヨウ素の吸収と蓄積を抑制するためです。チェルノブイリ原子力発電所事故では、ヨウ素剤の配布の有無によって、被害の大きさに差が出ました。

治療と予防

ヨウ素131の体内への取り込みを防ぐには、安定同位体のヨウ素127をヨウ化塩として摂取し、体内のヨウ素を飽和させることが有効です。これにより、放射性ヨウ素の吸収を抑制できます。

ヨウ素131は、甲状腺機能亢進症や甲状腺がんの治療にも用いられます。治療には、数億から数十億ベクレルのヨウ素131が投与され、甲状腺に数十シーベルトの放射線が照射されます。

ヨウ素131は、特定の放射性医薬品の放射性標識としても利用されます。これらの治療において、ヨウ素131はベータ線放射により細胞組織を破壊します。また、ガンマ線を放出するため、治療後に診断用スキャナーで可視化できます。

治療後の隔離

ヨウ素131による治療を受けた患者は、治療後一定期間、性交を避け、妊娠しないようにする必要があります。これは、胎児への放射線被曝のリスクを考慮したものです。また、ヨウ素131は排泄物に含まれるため、トイレや寝具を清潔に保つことも重要です。

産業利用

ヨウ素131は、放射性トレーサーとしても利用されています。例えば、飲料水供給システムの漏水箇所を特定したり、石油産業では地下の流れを追跡したりするために使われます。

まとめ

ヨウ素131は、医療や産業で重要な役割を果たす一方で、放射能汚染の原因となる危険な物質でもあります。人体への影響を考慮し、適切な使用と管理が求められます。

参考文献

ヨウ素-131の甲状腺沈着割合と有効半減期 保健物理 Vol.7 (1972) No.4 P213-219
悪性褐色細胞腫の131I-MIBGによる放射線内照射療法 放射線利用技術データベース
地球環境の放射性物質による汚染 水質汚濁研究 Vol.11 (1988) No.3 P143-147
甲状腺癌の放射性ヨード (放射性ヨウ素) 131I内用療法 RADIOISOTOPES Vol.56 (2007) No.3 P141-152

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