Jod 131

Radioaktives Jod : Ein gefährliches und kurzlebiges Spaltprodukt

Jod 131 ist ein Radioisotop mit einer sehr kurzen Halbwertszeit von 8,02 Tagen, was es hochradioaktiv macht. Es wird häufig in geringen Dosen bei Schilddrüsenkrebstherapien eingesetzt, ist aber auch eines der am meisten gefürchteten Spaltprodukte, wenn es versehentlich in die Umwelt freigesetzt wird.

Radiotoxizität von Jod 131
Die radioaktive Toxizität von Jod 131 wird durch einen „Konversionsfaktor für die Ingestionsdosis“ gemessen, mit dem die effektive Dosis berechnet werden kann, die sich aus der Ingestion einer bestimmten Aktivität eines Radioelements ergibt. Verschlucktes Jod-131 ist gefährlich, weil es in erster Linie die Schilddrüse angreift, die für die Entwicklung des Kindes eine wichtige Rolle spielt. Die Toxizität von radioaktivem Jod variiert stark mit dem Alter, wobei Kleinkinder, Kinder und Jugendliche viel empfindlicher sind als Erwachsene.
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In der Medizin wird Jod 131 in erster Linie zur Untersuchung der Schilddrüsenfunktion verwendet, kann aber auch bei der Behandlung von Schilddrüsenüberfunktion und Schilddrüsenkrebs eingesetzt werden. Die erste Produktion von Jod 131 in Frankreich fand 1949 im Fort de Chatillon statt, dem Standort des ersten Zoe-Atomreaktors, bevor die Herstellung in das Kernforschungszentrum von Saclay verlegt wurde. Das Isotop wurde jedoch bereits seit 1942 für die Behandlung von Schilddrüsenkrebs verwendet.
Obwohl es in geringen Dosen für medizinische Untersuchungen verwendet wird, ist Jod 131 ein idealer Tracer für den Einsatz beim Menschen. Es müssen nur wenige radioaktive Atome in den Blutkreislauf eingebracht werden, damit der Jodweg genau überwacht werden kann. Die Atome integrieren sich in Moleküle, die sich schließlich in Schilddrüsenhormone umwandeln; dies ist besonders interessant, da sich Jod ausschließlich an die Schilddrüse bindet. Mit Hilfe der Gammastrahlenszintigraphie kann die Schilddrüsenaktivität überwacht und das Auftreten von Anomalien festgestellt werden. In den letzten Jahren wurde Jod 131 zugunsten eines anderen Isotops, Jod 132, aufgegeben – ein Gammastrahler mit einer Halbwertszeit von nur 13,2 Stunden.
Höhere Dosen von Jod 131 werden auch bei radioaktiven Therapien zur Behandlung von Schilddrüsenkrebs eingesetzt. Jod wird auf die gleiche Weise in den Blutkreislauf eingebracht, und die kurze Flugbahn der emittierten Betateilchen garantiert, dass die Strahlung nur einen vergleichsweise kleinen Teil des Körpers trifft.
Jod 131 ist auch ein gefürchtetes Spaltprodukt, das im Falle einer versehentlichen Abfallfreisetzung das Hauptrisiko einer kurzfristigen Kontamination darstellt. Chemisch gesehen ist Jod ein Halogen (ähnlich der Struktur von Chlor und Fluor) und verwandelt sich aufgrund seiner hohen Flüchtigkeit leicht in einen violetten Dampf.

Spinat durch Jod-131 kontaminiert
Spinat, der im Nordosten Japans angebaut wird, wurde durch die Radioaktivität des Fukushima-Unfalls im März 2011 kontaminiert. Radioaktiver Staub hat Jod-131-Atome auf den Spinatblättern abgelagert, was zu einem Verkaufsverbot führte. Jod-131 ist die am meisten gefürchtete radioaktive Freisetzung nach einem Atomunfall, da es von der Schilddrüse gebunden wird. Aber – im Gegensatz zu seiner hohen Aktivität – teilt sich die Menge an Jod-131 alle 8 Tage durch 2, alle 3 Monate durch 2500. Nach einem Jahr sind keine Jodspuren mehr in der Nahrung vorhanden.
Eugene Hoshiko / AP

Die flüchtigen und in der Umwelt sehr mobilen radioaktiven Jodisotope folgen den üblichen Transferprozessen in die Nahrungskette: Dispersion, Ablagerung, Aufnahme durch Pflanzenblätter, Wurzelaufnahme, Aufnahme durch Tiere und Menschen. Bei Tieren, die während der Laktation aufgenommen werden, gelangt das auf dem Gras abgelagerte Jod einige Stunden nach der Aufnahme in die Milch, wobei das Maximum nach drei Tagen erreicht wird.
Nach einem Nuklear- oder Radioaktivitätsunfall sollte das Jod-131 in der Nahrungskette mehrere Wochen lang überwacht werden, bis das Radionuklid verschwindet, vor allem in Milch und Gemüse, insbesondere in großblättrigem Gemüse wie Spinat und Salat. Auch das Wasser sollte überwacht werden.
Auf jeden Fall wird die hohe Radioaktivität von Jod 131 durch seine hohe Zerfallsrate etwas ausgeglichen, da die Aktivität alle achtzig Tage um den Faktor 1000 abnimmt. Außerdem gibt es Verfahren, mit denen wir uns vor dem Zerfall schützen können.
Andere radioaktive Isotope des Jods haben eine sehr kurze Lebensdauer, wie Jod-132 und Jod-133, deren Perioden 20,8 und 2,3 Stunden betragen. Diese Isotope geben in den ersten Tagen nach der Abschaltung eines Reaktors fast ihre gesamte Radioaktivität ab.

Radioaktive Zerfälle kurzlebiger Jod-Radioisotope
Neben Jod-131 sind zwei weitere radioaktive Jod-Isotope nach einem nuklearen Unfall zu berücksichtigen: Jod-133 und 132 (20,8 Stunden und 2,3 Stunden Dauer). Jod-132 stammt aus dem Zerfall von Tellur-132 (3,2 Tage). Unter Verwendung vorläufiger Daten, die über die nach dem Unfall in Fukushoma freigesetzten Aktivitäten veröffentlicht wurden, zeigt die Abbildung die Aktivität der Jod-Radioisotope in den ersten sieben Wochen nach dem Unfall. Die Freisetzungen in die Umwelt erfolgten 1 bis 3 Tage nach dem Tsunami und der Abschaltung der Reaktoren. Jod-133 war zum Zeitpunkt der ersten Freisetzungen bereits praktisch verschwunden. Jod-132, das dem Tellur-Zerfall dicht folgt, verschwindet innerhalb von drei Wochen. Am Ende dieser sieben Wochen bleibt nur noch Jod-131 übrig, das um das 38-fache abgenommen hat.
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Jod-129, ein weiteres Isotop des Jods, gehört zu den langlebigen Spaltprodukten, die beim Umgang mit radioaktiven Abfällen berücksichtigt werden müssen. Die Halbwertszeit von Jod 129 beträgt 15,7 Millionen Jahre.
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