El yodo radiactivo, Yodo-131, I-131 o radioyodo I-131, símbolo 131I, también conocido como radioyodo, es un importante radioisótopo del yodo descubierto por Glenn Seaborg y John Livingood en el año 1938 en la Universidad de California, Berkeley. Tiene un periodo de semidesintegración de 8,02 días. Está asociado con la energía nuclear, con procedimientos de diagnóstico y tratamientos médicos, y producción de gas natural. También juega un rol central como un isótopo radiactivo presente en los productos de una fisión nuclear y fue un aporte significativo a los peligros para la salud durante las pruebas de bombas atómicas atmosféricas realizadas en la década de 1950, y por el accidente de Chernóbil, así como es una gran fracción de los peligros de contaminación en las primeras semanas de la crisis de la central nuclear de Fukushima. Esto se debe a que el I-131 es uno de los principales productos de la fisión nuclear del uranio y del plutonio, siendo cerca del 3% del total de los productos de la fisión (por peso). Ver rendimiento de los productos de la fisión nuclear para una comparación con los otros productos de la fisión radiactivos. El I-131 también es un producto principal de la fisión del uranio-233, producido por el torio.
Este elemento emite radiación cuyo uso principal es el médico -terapia de yodo radiactivo posterior a tiroidectomía por cáncer de tiroides, tratamiento del bocio simple- y recientemente en el diagnóstico y tratamiento del neuroblastoma. Debido a su modo de desintegración beta, el yodo-131 es notable por causar mutaciones y la muerte de las células que penetra y otras células hasta varios milímetros de distancia. Por esta razón, altas dosis del isótopo algunas veces son menos peligrosas que las dosis bajas, dado que ellas tienden a matar los tejidos de la tiroides que se convertirían en cancerosos como resultado de la radiación. Por ejemplo, niños tratados con dosis moderadas de I-131 por adenomas tiroidicos han tenido un aumento detectable de cáncer a la tiroides, pero los niños tratados con una dosis mucho más altas no han presentado este aumento. De la misma forma, la mayoría de los estudios de tratamientos para la enfermedad de Graves-Basedow con dosis muy altas de I-131 han fallado en encontrar cualquier aumento en el cáncer de tiroides, incluso aunque existe un aumento lineal en el riesgo de cáncer a la tiroides con respecto a la absorción de I-131 con dosis moderadas. Es por esto, que el yodo-131 crecientemente ha sido menos empleado en dosis pequeñas en su utilización médica (especialmente en niños), sino que es usado en los tratamientos solo en dosis grandes y máximas, como una forma de matar los tejidos objetivos. Esto es conocido como "uso terapéutico".
El yodo-131 puede ser "visto" usando técnicas de imagenología de la medicina nuclear (por ejemplo, cámaras gamma) cada vez que se da para el uso terapéutico, ya que aproximadamente el 10% de su energía y dosis de radiación es por radiación gamma. Sin embargo, dado que el otro 90% de la radiación es radiación beta causa daños a los tejidos sin contribuir en ninguna forma a la habilidad de ver o a la "imagen" del isótopo, otros radioisótopos menos dañinos del yodo son preferidos en situaciones cuando solo se requiere imagenología nuclear. El isótopo I-131 aún es usado ocasionalmente con propósito puramente de diagnóstico (imagenología), debido a su bajo costo cuando se le compara con otros radioisótopos del yodo. El uso de muy pequeñas dosis para imagenología médica no han mostrado ningún aumento en el cáncer de la tiroides. La disponibilidad a bajo costo del I-131, a su vez, es debido a la relativa facilidad de crear I-131 mediante el bombardeo por neutrones del telurio en un reactor nuclear, y luego se separa el I-131 por varios métodos simples (por ejemplo, calentando para separar el yodo volátil). Por contraste, otros radioisótopos del yodo usualmente son creados por técnicas por lejos más caras, comenzando con la irradiación en un reactor nuclear de caras cápsulas de gas xenón presurizado.
El yodo-131 también es uno trazadores industriales radiactivos emisores de radiación gamma más usados en la industria. Los isótopos del trazador radiactivo son inyectados con fluido de fracturación hidráulica para determinar el perfil de la inyección y la localización de las fracturas creadas por la fracturación hidráulica.Reis, John C. (1976). Environmental Control in Petroleum Engineering. Gulf Professional Publishers.
Dosis de yodo-131 incidentales mucho más pequeñas que aquellas usadas en los procedimientos médicos terapéuticos, se considera que es la principal causa del incremento del cáncer de tiroides después de una contaminación nuclear accidental. Executive summary Estos cánceres ocurren por el daño provocado por la radiación residual del I-131 sobre los tejidos y usualmente aparece años después de la exposición, mucho después de que el I-131 haya decaído.
Producción La mayoría de la producción de I-131 es realizada usando la irradiación de neutrones en reactores nucleares de un blanco de telurio natural. La irradiación de telurio natural produce casi exclusivamente I-131 como el un radionúclido con una vida media más larga que unas horas, dado que los isótopos de telurio más ligeros se convierten en isótopos estables más pesados, o en yodo estable o en xenón. Sin embargo, el núclido de telurio de ocurrencia natural más pesado, el Te-130 (34% del Te natural) absorbe un neutrón para convertirse en telurio-131, que mediante desintegración beta y con una vida media de 25 minutos, pasa a I-131.
Un compuesto de telurio puede ser irradiado mientras está enlazado como un óxido en una columna de intercambio iónico, y se convierte en I-131 y entonces elude en una solución alcalina. Más comúnmente, telurio elemental en polvo es irradiado y entonces el I-131 es separado de este usando destilación seca del yodo, que tiene un presión de vapor mucho más alta. El elemento es luego disuelto en una solución medianamente alcalina de la manera estándar, para producir I-131 como un yoduro e hipoyodato (es prontamente es reducido a yoduro).
El 131I es un producto de la fisión con un rendimiento de 2,878% a partir del uranio-235, (fisión de neutrón térmico) y puede ser liberado en pruebas de armas nucleares y accidentes nucleares, a diferencia del yodo-129 cuya vida media es cerca de mil millones de veces más larga que la del I-131, es por esto, su vida media breve, que no está presente en cantidades significativas en el combustible
Desintegración radiactiva thumb|left|300px|El esquema de desintegración del yodo-131 (simplificado). El I-131 se desintegra con una vida media de 8,02 días mediante emisiones beta minus y gamma. Este nucleido de yodo tiene 78 neutrones en su núcleo, mientras que el único nucleido estable, el 127I, tiene 74. Al decaer el 131I, la mayor parte de la veces (el 89% de las ocasiones) gasta sus 971 keV de energía de desintegración transformándose en 131Xe (Xenón) estable en dos pasos, con una desintegración gamma rápidamente después de la desintegración beta:
+ 637 keV
+ 364 keV
Las emisiones primarias de la desintegración del 131I son electrones con una energía máxima de 606 keV (89% de abundancia, otros 248–807 keV) y 364 keV de radiación gamma (abundancia del 81%, otros 723 keV). La desintegración beta también produce un antineutrino, que lleva cantidades variables de energía de desintegración beta. Los electrones, debido a su alta energía promedio (190 keV, con típico espectro de desintegración beta presente) tienen una penetración de tejidos biológicos de entre 0,6 a 2 mm.
El 131I, cuando entra en el organismo humano, tiende a acumularse en la glándula tiroides.
Efectos de la exposición right|thumb|Dosis a la tiroides per cápita en Estados Unidos Continental resultantes de todas las rutas de exposición provocadas por las pruebas nucleares realizadas en el Emplazamiento de pruebas de Nevada entre el año 1951-1962. Un estudio del Centros para el Control y Prevención de Enfermedades / Instituto Nacional del Cáncer dice que la lluvia radiactiva podría provocar aproximadamente 11000 muertes extras, la mayoría causadas por cáncer a la tiroides vinculado a la exposición de yodo-131.Exposure of the American Population to Radioactive Fallout from Nuclear Weapons Tests
El yodo en la comida es absorbido por el cuerpo y concentrado preferentemente en la tiroides donde es necesario para el funcionamiento de esa glándula. Cuando el 131I está presente en altos niveles en el ambiente debido a la lluvia radiactiva, puede ser absorbido a través de la comida contaminada y también se acumulará en la tiroides. A medida que decae, puede causar daño a la tiroides. El principal riesgo de la exposición a altos niveles de 131I es la probabilidad de la ocurrencia de cáncer tiroideo radiogénico en etapas posteriores de la vida. Otros riesgos incluyen la posibilidad de crecimientos no cancerosos y de tiroiditis.
El riesgo del cáncer tiroideo en etapas posteriores de la vida parece disminuir con el aumento de la edad al momento de la exposición. La mayoría de los riesgos estimados están basados en estudios en los cuales las exposiciones a la radiación ocurrieron en niños o adolescentes. Cuando los expuestos son adultos, ha sido difícil para los epidemiologistas detectar una significancia estadística en las tasas de enfermedades a las tiroides en comparación con un grupo similar pero sin haber sido expuestos.
El riesgo puede ser mitigado tomando suplementos de yodo, elevando la cantidad total de yodo en el cuerpo y, por lo tanto, reduciendo la absorción y retención en el rostro y en el pecho y bajando la proporción relativa de yodo radiactivo. Sin embargo, tales suplementos no fueron distribuidos a la población que vivía más cerca de la central nuclear de Chernóbil después del desastre que ocurrió allí, aunque ellos fueron ampliamente distribuidos a los niños en Polonia.
Dentro de Estados Unidos, las dosis más altas de lluvia radiactiva de 131I ocurrieron durante la década de 1950 y a principios de la década de 1960 a niños que consumieron leche contaminada de fuentes frescas como un resultado de pruebas nucleares atmosféricas de armas nucleares. El Instituto Nacional del Cáncer proporcionó información adicional sobre los efectos de la salud de la exposición a 131I en la lluvia radiactiva, así como de estimados individualizados, para aquellos nacidos antes del año 1971, para cada uno de los 3.070 condados en Estados Unidos. Los cálculos son tomados de datos recopilados respecto a la lluvia radiactiva proveniente de las pruebas de armas nucleares realizadas en el emplazamiento de pruebas de Nevada.
El 27 de marzo de 2011, el Departamento de Salud Pública de Massachusetts informó que se detectó 131I en muy bajas concentraciones en la lluvia recolectada en muestras tomadas en Massachusetts, Estados Unidos, y que esto probablemente se originó en la central nuclear Fukushima I. Los granjeros cercanos a la central desecharon leche cruda, mientras que las pruebas en Estados Unidos encontraron 0,8 pico-curies por litro de yodo-131 en una muestra de leche, pero los niveles de radiación eran 5.000 veces más bajos que el "nivel de intervención definida" por la FDA. Se esperaba que los niveles cayeran relativamente rápido.
Tratamiento y prevención