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아이오딘 동위 원소

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1. 개요

아이오딘은 자연 상태에서 안정적인 아이오딘-127 외에도 다양한 방사성 동위 원소를 갖는다. 아이오딘의 방사성 동위 원소는 핵의학 분야에서 갑상선 질환의 진단 및 치료에 널리 사용된다. 특히 아이오딘-123, 아이오딘-124, 아이오딘-125는 갑상선 기능 평가, 양전자 방출 단층 촬영(PET), 전립선암 치료 등에 활용된다. 아이오딘-131은 갑상선 결절, 갑상선 기능 항진증, 갑상선암 치료에 사용되며, 핵분열 사고 시 방사성 아이오딘 흡수를 막기 위해 칼륨 아이오다이드가 사용되기도 한다.

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아이오딘 동위 원소
동위 원소 정보
기호I
동위 원소mn: 123
sym: I
na: 합성
hl: 13.2232시간
dm1: β+
perc1: 100%
link1: 텔루륨-123
pn1: 123
ps1: Te
각주원자력 데이터 평가 연구실

2. 동위 원소

아이오딘은 자연에 존재하는 안정한 동위 원소인 127I 외에도 다양한 방사성 동위 원소를 가진다. 아이오딘의 방사성 동위 원소는 '방사성 아이오딘' 또는 '방사성 요오드'라고 불리며, 수십 개의 동위 원소가 존재한다. 이 중 123I, 124I, 125I, 129I, 131I, 135I 등이 생명 과학 및 원자력 발전과 같은 응용 과학 분야에서 주목할 만하다.123I과 131I은 의료 환경에서 주로 사용된다.[7] 131I는 베타 붕괴와 감마 붕괴를 모두 하므로 방사선 치료 또는 영상 촬영에 사용될 수 있다. 베타 활성이 없는 123I는 갑상선 및 기타 의학적 과정의 핵의학 영상 촬영에 더 적합하며 환자에게 내부적으로 덜 해롭다. 갑상선이 아이오딘을 선호하여 흡수하기 때문에 방사성 아이오딘은 영상 촬영에 광범위하게 사용되며, 131I의 경우 기능 부전 갑상선 조직을 파괴하는 데 사용된다. 다른 유형의 조직은 특정 아이오딘-131 함유 조직 표적 및 살상 방사성 의약품 (예: MIBG)을 선택적으로 흡수한다.127I은 유일한 안정 동위 원소이며, 129I는 1570만 년의 반감기를 가지는 방사성 동위 원소이다.

다음은 아이오딘 동위 원소의 목록이다.

핵종Z(p)N(n)동위 원소 질량 (u)반감기핵 스핀
108I5355107.94348(39)#36(6) ms(1)#
109I5356108.93815(11)103(5) µs(5/2+)
110I5357109.93524(33)#650(20) ms1+#
111I5358110.93028(32)#2.5(2) s(5/2+)#
112I5359111.92797(23)#3.42(11) s
113I5360112.92364(6)6.6(2) s5/2+#
114I5361113.92185(32)#2.1(2) s1+
114mI265.9(5) keV6.2(5) s(7)
115I5362114.91805(3)1.3(2) min(5/2+)#
116I5363115.91681(10)2.91(15) s1+
116mI400(50)# keV3.27(16) µs(7-)
117I5364116.91365(3)2.22(4) min(5/2)+
118I5365117.913074(21)13.7(5) min2-
118mI190.1(10) keV8.5(5) min(7-)
119I5366118.91007(3)19.1(4) min5/2+
120I5367119.910048(19)81.6(2) min2-
120m1I72.61(9) keV228(15) ns(1+,2+,3+)
120m2I320(15) keV53(4) min(7-)
121I5368120.907367(11)2.12(1) h5/2+
121mI2376.9(4) keV9.0(15) µs
122I5369121.907589(6)3.63(6) min1+
123I5370122.905589(4)13.2235(19) h5/2+
124I5371123.9062099(25)4.1760(3) d2-
125I5372124.9046302(16)59.400(10) d5/2+
126I5373125.905624(4)12.93(5) d2-
127I5374126.904473(4)안정5/2+
128I5375127.905809(4)24.99(2) min1+
128m1I137.850(4) keV845(20) ns4-
128m2I167.367(5) keV175(15) ns(6)-
129I5376128.904988(3)1.57(4)×107 y7/2+
130I5377129.906674(3)12.36(1) h5+
130m1I39.9525(13) keV8.84(6) min2+
130m2I69.5865(7) keV133(7) ns(6)-
130m3I82.3960(19) keV315(15) ns-
130m4I85.1099(10) keV254(4) ns(6)-
131I5378130.9061246(12)8.02070(11) d7/2+
132I5379131.907997(6)2.295(13) h4+
132mI104(12) keV1.387(15) h(8-)
133I5380132.907797(5)20.8(1) h7/2+
133m1I1634.174(17) keV9(2) s(19/2-)
133m2I1729.160(17) keV~170 ns(15/2-)
134I5381133.909744(9)52.5(2) min(4)+
134mI316.49(22) keV3.52(4) min(8)-
135I5382134.910048(8)6.57(2) h7/2+
136I5383135.91465(5)83.4(10) s(1-)
136mI650(120) keV46.9(10) s(6-)
137I5384136.917871(30)24.13(12) s(7/2+)
138I5385137.92235(9)6.23(3) s(2-)
139I5386138.92610(3)2.282(10) s7/2+#
140I5387139.93100(21)#860(40) ms(3)(-#)
141I5388140.93503(21)#430(20) ms7/2+#
142I5389141.94018(43)#~200 ms2-#
143I5390142.94456(43)#100# ms [>300 ns]7/2+#
144I5391143.94999(54)#50# ms [>300 ns]1-#


2. 1. 아이오딘-127 (127I)

아이오딘-127(127I)은 자연에 존재하는 유일한 안정 동위 원소이다. 아이오딘의 원자량은 126.90447 u로, 사실상 127I의 질량과 일치한다.

2. 2. 아이오딘-129 (129I)

아이오딘-129(129I)는 반감기가 1570만 년인 방사성 동위 원소이다. 129I는 우주선대기 중의 제논 동위 원소와 충돌하거나, 우주선 뮤온텔루륨-130과 반응하여 생성된다. 또한 지하 암석과 원자로 내의 우라늄플루토늄의 핵분열 과정에서도 생성된다.[16] 인공적인 핵 과정, 특히 핵연료 재처리 및 대기 중 핵무기 실험으로 인해 자연적인 129I의 농도는 크게 증가했다.129I는 몇 가지 면에서 36Cl과 유사하다. 둘 다 용해성 할로젠이며, 주로 비흡착성 음이온 형태로 존재하고, 우주 기원, 열핵, 그리고 현장 반응에 의해 생성된다. 그러나 129I는 36Cl보다 반감기가 훨씬 길고(1570만 년 대 30만 1천 년), 생체 친화성이 더 높으며, 여러 이온 형태(일반적으로 I 및 IO3)로 존재하여 생태계에 쉽게 유입된다.

이러한 특성으로 인해 129I는 지하수 추적자나 체르노빌 참사 이후의 핵분열 생성물 추적 등 환경 연구에 활용된다. 또한, 129I의 붕괴는 태양계 진화 초기 8500만 년을 다루는 I-Xe 아이오딘-제논 방사성 연대 측정 방식의 기초가 된다.129I는 우라늄 등의 핵분열 결과 생성되는 동위 원소 중 하나이며, 베타 붕괴하여 안정된 129Xe이 된다.[16]

2. 3. 아이오딘-131 (131I)

'''아이오딘-131'''(131I)은 반감기가 약 8일인 방사성 동위 원소로, 베타 붕괴를 한다. 비교적 에너지가 높은 베타 방사선(평균 190 keV, 최대 에너지 606 keV)을 방출하며, 이는 흡수 부위에서 0.6~2.0 mm까지 침투한다.[12] 이 베타 방사선은 갑상선 결절이나 과기능 갑상선 조직을 파괴하고, 그레이브스병 치료 후 남은 갑상선 조직을 제거하는 데 사용될 수 있다.

1941년 솔 허츠 박사가 처음 연구한 이 치료법은[12] 수술로 제거할 수 없는 갑상선 조직을 파괴하는 것이 목적이다. 이 절차에서 131I은 진단 스캔 후 정맥 내 또는 경구 투여된다. 더 높은 용량의 방사성 아이오딘을 사용하여 갑상선암 환자를 치료하는 데에도 사용될 수 있다.131I는 갑상선 조직에 흡수되어 농축된다. 방사성 동위 원소에서 방출되는 베타 입자는 아이오딘을 흡수하는 조직에서 2.0 mm 이상 떨어진 주변 조직에 거의 손상을 주지 않고 해당 갑상선 조직을 파괴한다.[12] 이러한 파괴적 성질 때문에 131I은 MIBG와 같이 아이오딘 표지 방사성의약품을 통해 특정 조직을 파괴하는 치료에 사용된다.131I에서 방출되는 고에너지 베타 방사선은 아이오딘 동위 원소 중에서 가장 발암성이 높다. 핵분열 오염(폭탄 낙진 또는 체르노빌 원자력 발전소 사고와 같은 심각한 핵 반응로 사고) 후 관찰되는 과도한 갑상선암의 대부분을 유발하는 것으로 생각된다. 그러나 이러한 역학적 효과는 주로 어린이에게서 나타나며, 치료 목적으로 131I을 사용하거나 저용량 131I에 노출된 성인에 대한 역학 조사는 발암성을 나타내지 않았다.[13]131I는 우라늄 등의 핵분열 결과 생성되는 동위 원소 중 하나이다. 131Xe으로 β 붕괴하여 안정된다. 반감기는 약 8일 정도로 짧아, 129I와는 달리 보통 환경에서는 발견되지 않는다.

2. 4. 기타 방사성 동위 원소

아이오딘의 방사성 동위 원소는 '방사성 아이오딘' 또는 '방사성 요오드'라고 불린다. 수십 개의 동위 원소가 존재하지만, 생명 과학 및 원자력 발전과 같은 응용 과학 분야에서는 약 6개가 가장 주목할 만하다.

아이오딘의 많은 동위 원소 중에서 아이오딘-123(iodine-123영어)과 아이오딘-131(iodine-131영어)은 의료 환경에서 주로 사용된다.[7] 131I는 베타 붕괴와 감마 붕괴를 모두 하므로 방사선 치료 또는 영상 촬영에 사용될 수 있다. 베타 활성이 없는 123I는 갑상선 및 기타 의학적 과정의 핵의학 영상 촬영에 더 적합하며 환자에게 내부적으로 덜 해롭다. 아이오딘-124(iodine-124영어)와 아이오딘-125(iodine-125영어)도 의학에서 사용되는 경우가 있다.

갑상선이 아이오딘을 선호하여 흡수하기 때문에 방사성 아이오딘은 영상 촬영에 광범위하게 사용되며, 131I의 경우 기능 부전 갑상선 조직을 파괴하는 데 사용된다. 다른 유형의 조직은 특정 아이오딘-131 함유 조직 표적 및 살상 방사성 의약품 (예: MIBG)을 선택적으로 흡수한다. 125I는 방사선 치료에 사용되는 유일한 다른 아이오딘 방사성 동위 원소이지만, 근접 방사선 치료에서 이식된 캡슐로만 사용된다.

감마 붕괴를 하는 동위 원소인 123I(반감기 13시간)과 (덜 흔하게) 더 오래 지속되고 에너지가 적은 125I(반감기 59일)는 갑상선의 해부학적 및 생리학적 기능을 평가하기 위한 핵의학 영상 추적자로 사용된다. 비정상적인 결과는 그레이브스병 또는 하시모토 갑상선염과 같은 질환으로 인해 발생할 수 있다. 두 동위 원소 모두 해당 텔루륨 핵종으로 전자 포획에 의해 붕괴되지만, 이들은 준안정 핵종 123mTe 및 125mTe가 아니다. 대신, 들뜬 텔루륨 핵종은 즉시 붕괴된다. 123I에서 생성된 들뜬 123Te는 약 13%의 시간 동안 고속 127 keV 내부 변환 전자를 방출하지만, 핵종의 짧은 반감기와 이러한 현상의 비교적 작은 비율로 인해 세포 손상은 거의 없다. 나머지 경우, 159 keV 감마선이 방출되며, 이는 감마 영상에 적합하다.

전자 포획을 통해 생성된 들뜬 125Te는 또한 매우 낮은 에너지의 내부 변환 전자(35.5 keV)를 방출하며, 방출이 더 흔함에도 불구하고 낮은 에너지로 인해 비교적 적은 손상을 입힌다. 125I/125Te 붕괴로 인한 비교적 낮은 에너지의 감마선은 영상에 적합하지 않지만 여전히 관찰될 수 있으며, 이 더 오래 지속되는 동위 원소는 피브리노겐 스캔과 같이 혈전을 감지하기 위한 며칠 간의 영상 촬영이 필요한 검사에 필요하다.123I와 125I는 모두 붕괴 후 다량의 저에너지 오제 전자를 방출하지만, 핵종이 핵에 축적되는 약물이나 DNA에 통합되지 않는 한 세포에서 심각한 손상을 유발하지 않는다.[8]125I는 또한 방사선 종양학자들이 갑상선 외 부위, 특히 전립선암에서 저선량률 근접 치료를 통해 암을 치료하는 데 일반적으로 사용된다. 125I가 치료 목적으로 사용될 때는 티타늄 시드에 캡슐화되어 종양 부위에 이식되며, 그곳에 남아 있다. 이 경우 감마 스펙트럼의 낮은 에너지는 이식된 캡슐에서 멀리 떨어진 조직에 대한 방사선 손상을 제한한다. 125I는 적절한 더 긴 반감기와 덜 침투적인 감마 스펙트럼으로 인해, 방사면역 측정법과 같이 감마 계수기로 계수되는 추적자로서 요오드에 의존하는 실험실 테스트에도 자주 선호된다.125I는 어떤 리간드 (생화학)가 어떤 식물 패턴 인식 수용체 (PRR)로 이동하는지 조사하는 데 방사성 표지로 사용된다.[9]124I는 반감기가 4.18일인 양성자 과잉 아이오딘의 동위 원소이다. 붕괴 방식은 다음과 같다: 74.4% 전자 포획, 25.6% 양전자 방출. 124I는 124Te로 붕괴한다. 124I는 사이클로트론을 통해 수많은 핵 반응으로 생성될 수 있다. 가장 흔히 사용되는 출발 물질은 124Te이다.

아이오딘화물 염 형태의 124I는 양전자 방출 단층 촬영 (PET)을 사용하여 갑상선을 직접 영상화하는 데 사용될 수 있다.[10] 124I는 또한 플루오린-18에 비해 유용하게 더 긴 반감기를 가진 PET 방사성 추적자로 사용될 수 있다.[11] 이러한 용도로, 이 핵종은 제약 물질에 화학적으로 결합되어 양전자 방출 방사성 의약품을 형성하고, 신체에 주입되어 PET 스캔으로 다시 영상화된다.129I(반감기 1570만 년)는 우주선이 대기 내의 다양한 제논 동위 원소에 충돌하거나, 우주선 뮤온130Te과 반응하여 생성되며, 지하 암석과 원자로 내의 우라늄플루토늄 핵분열 과정에서도 생성된다. 인공적인 핵 과정으로 인해 이 동위 원소의 자연적인 신호가 압도되었다. 그럼에도 불구하고, 현재는 핵 폐기물 확산을 나타내는 지표로서 지하수 추적자로 활용된다. 이와 유사하게, 129I는 체르노빌 참사 이후의 핵분열 생성물을 추적하기 위한 빗물 연구에 사용되었다.129I는 36Cl과 유사하게 용해성 할로젠이며, 주로 비흡착성 음이온 형태로 존재하며, 우주 기원, 열핵, 그리고 현장 반응에 의해 생성된다. 수문학적 연구에서 129I 농도는 일반적으로 129I 대 총 I(거의 모두 127I)의 비율로 보고된다. 자연 상태의 129I/I 비율은 매우 작아 10−14에서 10−10 사이이다. 129I는 반감기가 더 길고(1570만 년 대 30만 1천 년), 생물 친화성이 높으며, 여러 이온 형태(일반적으로 I 및 IO3)로 존재하며, 이는 서로 다른 화학적 거동을 보인다. 이는 129I가 식물, 토양, 유즙, 동물 조직 등에 흡수되기 쉽게 만든다.

운석 내에서 안정적인 129Xe의 과잉은 태양계가 형성된 먼지와 가스를 생성한 초신성에 의해 새롭게 생성된 "원시" 129I의 붕괴로 인해 발생한다는 것이 밝혀졌다. 이 동위 원소는 오래 전에 붕괴되었으며, 따라서 "멸종된" 것으로 언급된다. 역사적으로 129I는 초기 태양계에 존재한다고 확인된 최초의 멸종 방사성 핵종이었다. 그 붕괴는 태양계 진화의 첫 8500만 년을 다루는 I-Xe 아이오딘-제논 방사성 연대 측정 방식의 기초이다.135I는 반감기가 6.6시간인 아이오딘의 동위 원소이다. 이는 원자로 물리학 관점에서 중요한 동위 원소이다. 비교적 많은 양이 핵분열 생성물로 생성되며, 제논-135로 붕괴되는데, 135Xe는 가장 큰 열 중성자 단면적을 가진 핵독으로, 원자로 제어에 여러 복잡한 문제를 일으킨다. 축적된 135I로부터 135Xe가 축적되는 과정은 원자로를 일시적으로 재가동하지 못하게 할 수 있다. 이는 제논 중독 또는 "아이오딘 구덩이에 빠진다"라고 알려져 있다.

위에 언급되지 않은 아이오딘 핵분열 생성 동위 원소(128I, 130I, 132I 및 133I)는 반감기가 수 시간 또는 수 분에 불과하여 다른 적용 가능한 분야에서는 거의 쓸모가 없다. 언급된 것들은 중성자가 풍부하며 제논 동위 원소로 베타 붕괴를 겪는다. 128I(반감기 25분)은 전자 포획에 의해 128Te로 또는 베타 붕괴에 의해 128Xe로 붕괴될 수 있다.129I는 우라늄 등의 핵분열 결과 생성되는 동위 원소 중 하나로 알려져 있다. 129I는 반감기가 약 1,570만 년으로 베타 붕괴하여 129Xe이 되어 안정되기 때문에 핵 변환의 대상으로 거론되는 경우가 있다.[16]

한편, 129I에는 36Cl과 유사점이 보인다. 36Cl에 비해 반응성이 떨어지지만, 129I과 36Cl은 모두 용해성 할로젠이며, 주로 흡착성 음이온으로 존재하고, 우주선과 지구 표면의 상호 작용으로 생성된다는 점이다. 한편, 36Cl과 다른 점도 있다. 염소 전체 중 36Cl의 비율에 비해, 요오드 전체 중 129I의 비율은 극히 적다는 점. 36Cl의 반감기가 약 30만 1,000년인데 비해, 129I의 반감기는 약 1,570만 년으로 길다는 점. 36Cl에 비해 129I는 생체 친화성이 높다는 점. 36Cl이 Cl-이 되는 경우가 많은 데 반해, 129I는 I-나 IO3- 등 다양한 형태의 이온으로 존재한다는 점이다. 이로 인해 129I는 식물, 토양, 유즙, 동물 조직 등의 생물권에 포함되어 있다.

아래는 기타 방사성 아이오딘 동위 원소의 목록이다.

핵종Z(p)N(n)동위 원소 질량 (u)반감기핵 스핀
108I5355107.94348(39)#36(6) ms(1)#
109I5356108.93815(11)103(5) µs(5/2+)
110I5357109.93524(33)#650(20) ms1+#
111I5358110.93028(32)#2.5(2) s(5/2+)#
112I5359111.92797(23)#3.42(11) s
113I5360112.92364(6)6.6(2) s5/2+#
114I5361113.92185(32)#2.1(2) s1+
114mI265.9(5) keV6.2(5) s(7)
115I5362114.91805(3)1.3(2) min(5/2+)#
116I5363115.91681(10)2.91(15) s1+
116mI400(50)# keV3.27(16) µs(7-)
117I5364116.91365(3)2.22(4) min(5/2)+
118I5365117.913074(21)13.7(5) min2-
118mI190.1(10) keV8.5(5) min(7-)
119I5366118.91007(3)19.1(4) min5/2+
120I5367119.910048(19)81.6(2) min2-
120m1I72.61(9) keV228(15) ns(1+,2+,3+)
120m2I320(15) keV53(4) min(7-)
121I5368120.907367(11)2.12(1) h5/2+
121mI2376.9(4) keV9.0(15) µs
122I5369121.907589(6)3.63(6) min1+
123I5370122.905589(4)13.2235(19) h5/2+
124I5371123.9062099(25)4.1760(3) d2-
125I5372124.9046302(16)59.400(10) d5/2+
126I5373125.905624(4)12.93(5) d2-
127I5374126.904473(4)안정5/2+
128I5375127.905809(4)24.99(2) min1+
128m1I137.850(4) keV845(20) ns4-
128m2I167.367(5) keV175(15) ns(6)-
129I5376128.904988(3)1.57(4)×107 y7/2+
130I5377129.906674(3)12.36(1) h5+
130m1I39.9525(13) keV8.84(6) min2+
130m2I69.5865(7) keV133(7) ns(6)-
130m3I82.3960(19) keV315(15) ns-
130m4I85.1099(10) keV254(4) ns(6)-
131I5378130.9061246(12)8.02070(11) d7/2+
132I5379131.907997(6)2.295(13) h4+
132mI104(12) keV1.387(15) h(8-)
133I5380132.907797(5)20.8(1) h7/2+
133m1I1634.174(17) keV9(2) s(19/2-)
133m2I1729.160(17) keV~170 ns(15/2-)
134I5381133.909744(9)52.5(2) min(4)+
134mI316.49(22) keV3.52(4) min(8)-
135I5382134.910048(8)6.57(2) h7/2+
136I5383135.91465(5)83.4(10) s(1-)
136mI650(120) keV46.9(10) s(6-)
137I5384136.917871(30)24.13(12) s(7/2+)
138I5385137.92235(9)6.23(3) s(2-)
139I5386138.92610(3)2.282(10) s7/2+#
140I5387139.93100(21)#860(40) ms(3)(-#)
141I5388140.93503(21)#430(20) ms7/2+#
142I5389141.94018(43)#~200 ms2-#
143I5390142.94456(43)#100# ms [>300 ns]7/2+#
144I5391143.94999(54)#50# ms [>300 ns]1-#


3. 의학적 이용

아이오딘의 방사성 동위 원소는 갑상선 질환의 진단 및 치료에 널리 사용된다. 123I, 131I은 단일 광자 방출 단층 촬영(SPECT)에 사용된다.[7] 124I는 양전자 방출 단층 촬영(PET)에 사용된다.[10][11] 125I는 전립선암 등의 근접 방사선 치료에 사용된다.[8][9] 131I은 갑상선 기능 항진증 및 갑상선암 치료에 사용된다.[12][13]

갈색 세포종은 신체의 중앙에서 어두운 구체로 보인다(왼쪽 부신에 위치). 이미지는 MIBG 신티그래피로, MIBG의 방사성 아이오딘에서 방출되는 방사선이다. 동일 환자의 정면 및 후면 두 이미지가 보인다. 목의 갑상선에서 약물로 인한 방사성 아이오딘의 원치 않는 흡수로 인해 갑상선의 어두운 이미지를 확인한다. 머리 측면의 축적은 타액선에서 요오드화물의 흡수로 인한 것이다. 방사능은 방광에서도 보인다.

  • '''123I (반감기 13시간)'''


감마 붕괴를 하는 동위 원소로, 갑상선의 해부학적 및 생리학적 기능을 평가하기 위한 핵의학 영상 추적자로 사용된다. 그레이브스병이나 하시모토 갑상선염과 같은 질환으로 인해 비정상적인 결과가 나타날 수 있다. 123I는 전자 포획(EC)에 의해 들뜬 123Te를 생성하며, 이 123Te는 약 13%의 시간 동안 127 keV 내부 변환 전자를 방출하지만 세포 손상은 거의 없다. 주로 159 keV 감마선이 방출되어 감마 영상에 적합하다.[7]

  • '''125I (반감기 59일)'''


핵의학 영상 추적자로 사용되기도 하지만, 낮은 에너지의 내부 변환 전자(35.5 keV)를 방출하여 낮은 에너지로 인해 비교적 적은 손상을 입힌다. 피브리노겐 스캔과 같이 혈전을 감지하기 위한 며칠 간의 영상 촬영이 필요한 검사에 사용된다.[7] 방사선 종양학자들이 갑상선 외 부위, 특히 전립선암에서 저선량률 근접 치료를 통해 암을 치료하는 데 사용된다.[8] 방사면역 측정법과 같이 감마 계수기로 계수되는 추적자로서 요오드에 의존하는 실험실 테스트에도 선호된다.[9]

  • '''124I (반감기 4.18일)'''


양성자 과잉 아이오딘 동위 원소로, 74.4%는 전자 포획, 25.6%는 양전자 방출로 붕괴하여 124Te를 생성한다. 사이클로트론을 통해 수많은 핵 반응으로 생성될 수 있으며, 가장 흔히 사용되는 출발 물질은 124Te이다. 아이오딘화물 염 형태로는 양전자 방출 단층 촬영(PET)을 사용하여 갑상선을 직접 영상화하는 데 사용될 수 있다.[10] 플루오린-18에 비해 유용하게 더 긴 반감기를 가진 PET 방사성 추적자로 사용될 수 있다.[11]

  • '''131I (반감기 8일)'''


베타 붕괴를 하는 동위 원소로, 비교적 에너지가 높은 (평균 190 keV, 최대 에너지 606 keV) 베타 방사선을 방출하여 흡수 부위에서 0.6~2.0 mm까지 침투한다. 이 베타 방사선은 갑상선 결절 또는 과기능 갑상선 조직을 파괴하고, 그레이브스병 치료를 위한 수술 후 남은 갑상선 조직을 제거하는 데 사용될 수 있다.[12] 또한, 더 높은 용량의 방사성 요오드를 사용하여 갑상선암 환자를 치료하는 데 사용될 수 있다. 131I는 갑상선 조직에 흡수되어 농축되며, 방사성 동위 원소에서 방출되는 베타 입자는 요오드를 흡수하는 조직에서 2.0 mm 이상 떨어진 주변 조직에 거의 손상을 주지 않고 관련 갑상선 조직을 파괴한다.[13]

4. 핵의학 및 방사선 안전

방사성 아이오딘의 갑상선 흡수를 차단하기 위해 비방사성 아이오딘화 칼륨(KI)을 사용할 수 있다.[14][15] 예를 들어, 갑상선 아이오딘 흡수를 칼륨 아이오다이드로 차단하는 것은 핵의학 섬광 조영술과 갑상선에 표적화되지 않은 일부 방사성 요오드화합물을 이용한 치료에 사용된다. 아이오벤구아인(MIBG)을 이용한 치료가 그 예시이다. 이러한 화합물에는 아이오딘이 포함되어 있지만, 아이오다이드 형태는 아니다. 그러나 결국 대사되거나 방사성 아이오다이드로 분해될 수 있으므로, 비방사성 칼륨 아이오다이드를 투여하여 방사성 의약품의 대사 산물이 갑상선에 격리되어 해당 조직에 방사선량을 의도치 않게 투여하지 않도록 하는 것이 일반적이다.

칼륨 아이오다이드는 체르노빌 원자력 발전소 사고와 같은 핵분열 사고에 노출된 사람들에게 배포되었다. 물에 포화된 칼륨 아이오다이드 용액은 방사성 아이오딘의 흡수를 차단하는 데 사용되었다. 칼륨 아이오다이드를 포함하는 정제도 일부 정부에서 이러한 목적으로 제조 및 비축하고 있다. 많은 양의 아이오다이드를 복용하면 갑상선 수용체가 포화되어 방사성 아이오딘-131의 흡수를 막을 수 있다. KI의 보호 효과는 약 24시간 동안 지속되므로 매일 투여해야 한다.[14][15]

참조

[1] 웹사이트 Nuclear Data Evaluation Lab http://atom.kaeri.re[...] 2009-05-13
[2] 문서 Has medical uses
[3] 문서 Fission product
[4] 문서 Can be used to date certain early events in Solar System history and some use for dating groundwater
[5] 문서 Cosmogenic nuclide, also found as nuclear contamination
[6] 문서 Produced as a decay product of 135Te in nuclear reactors, in turn decays to 135Xe, which, if allowed to build up, can shut down reactors due to the iodine pit phenomenon
[7] 간행물 Radioactive Iodine Uptake Testing http://emedicine.med[...] 2013-01-17
[8] 간행물 Radiotoxicity of Some Iodine-123, Iodine-125, and Iodine-131-Labeled Compounds in Mouse Testes: Implications for Radiopharmaceutical Design http://jnm.snmjourna[...]
[9] 간행물 Function, Discovery, and Exploitation of Plant Pattern Recognition Receptors for Broad-Spectrum Disease Resistance Annual Reviews (publisher) 2017-08-04
[10] 간행물 Comparison of Image Quality of Different Iodine Isotopes (I-123, I-124, and I-131)
[11] 웹사이트 Information on Iodine-124 for PET http://www.cyclotron[...] BV Cyclotron VU, Amsterdam 2016
[12] 간행물 Saul Hertz, MD (1905 - 1950) A Pioneer in the Use of Radioactive Iodine
[13] 간행물 Thyroid cancer following exposure to radioactive iodine
[14] 웹사이트 Frequently Asked Questions on Potassium Iodide https://www.fda.gov/[...] Food and Drug Administration 2009-06-06
[15] 웹사이트 Potassium Iodide as a Thyroid Blocking Agent in Radiation Emergencies http://www.thefedera[...] Food and Drug Administration 2009-06-06
[16] 웹사이트 長寿命核分裂生成物の半減時間を9年以下に短縮 https://www.titech.a[...] 東京工業大学 2020-01-14
[17] 간행물 Comparison of Image Quality of Different Iodine Isotopes (I-123, I-124, and I-131) http://www.lieberton[...]
[18] URL nucleonica.net http://www.nucleonic[...]
[19] 문서 약자:ε: 전자 포획IT: 이성질핵 전이
[20] 문서 굵은 글꼴은 안정 동위 원소, 굵은 기울임꼴은 감기가 우주의 나이보다 긴 동위 원소(거의 안정적)
[21] 문서 핵의학에 사용된다.
[22] 문서 핵분열 생성물
[23] 문서 이론상으로 자발 핵분열을 할 수 있다
[24] 문서 태양계 초기 역사에 일어난 사건의 연대나 지하수의 연대를 측정하는데 사용할 수 있다.
[25] 문서 미량 동위 원소이며, 방사능 오염의 결과물로 생성되기도 한다.
[26] 문서 원자로에서 텔루륨-135의 붕괴 생성물로 생성되며, 다시 제논-135로 붕괴한다. 원자로에서 이것이 쌓이도록 방치하면 제논 독작용(Xenon poisoning 또는 Iodine pit)으로 인해 원자로가 정지될 수 있다.



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