碘的同位素

碘（I，原子量：126.90447(3)）有37种已知同位素，其中只有碘-127是稳定同位素，其他都具有放射性，因此碘是一种单一同位素元素。天然存在的碘元素中含有两种同位素，主要为127
I
，以及痕量的129
I
[2]。

主要的碘同位素
同位素 衰变
丰度 半衰期 (t1/2) 方式 能量
（MeV）		 产物
123I 人造 13.2232 小时 ε 1.228 123Te
124I 人造 4.1760 天 β+ 2.138 124Te
125I 人造 59.40 天 ε 0.184 125Te
127I 100% 稳定，带74粒中子
129I 痕量 1.614×107 年 β− 0.187 129Xe
131I 人造 8.0249 天 β− 0.971 131Xe
135I 人造 6.58 小时 β− 2.634 135Xe
标准原子质量 (Ar, 标准)
  • 126.90447(3)[1]
←Te（52） Xe（54）→
附图中，在左肾上腺中心的黑暗球体是一个嗜铬细胞瘤，由放射性碘的MIBG辐射成像。两个图像分别为同一个病人的正面照及背面照。
放射性尘埃中各种核素的辐射的百分比与时间对数的关系图。在不同颜色的曲线中，按时间顺序主要的辐射源为：前五天左右为碲-132/碘-132；接下来的五天为碘-131；第10天至大约第200天为锆-95/铌-95，最后是铯-137。其它产生放射性但是不是主要成分的核素为铷，在50天左右达到峰值，以及铯，在600天左右达到峰值。
切尔诺贝利核事故之后各种同位素贡献的放射性占全部放射性剂量（空气中）的比例与与时间的关系图。

除了碘-127之外，其余皆为碘的放射性同位素。在碘的放射性同位素中，寿命最长的是碘-129，半衰期长达1570万年[3]，但仍然远低于原生放射性同位素。自然界中存在痕量的碘-129，但基于宇宙射线生成的碘-129也十分微少，甚至不足以影响原子量的测定，这也使碘因此成为单一同位素元素的原因——在自然界中仅能找到一种稳定的同位素。大部分在地球上存在的碘-129几乎都是人为放射性，主要是因为碘-129是早期核试验以及核事故的一个不须要的长寿命产物[4]。

除了碘-129之外，其余的碘放射性同位素半衰期都低于60天[3]，其中有四种同位素在医学上用于示踪剂和治疗剂，包括 123
I
[5]、 124
I
、 125
I
和 131
I
 ，工业上生产的放射性碘一般也只会包含这四种有用的同位素。

碘的重要放射性核素

碘-129
条目：碘-129

碘-129是碘的放射性同位素之一，半衰期为1.57×107年[6]，会经由贝他衰变，衰变成氙-129，是一种已灭绝的天然放射性同位素。

陨石中过剩的氙-129显示了其来源很可能是从太阳系形成之前由超新星爆炸所产生的尘埃及气体中的碘-129衰变产生的[7][8]，因此碘-129也可以算是一种原生核素，但由于太阳系寿命已接近50亿年，而半衰期只有1570万年[9]的碘-129早已衰变殆尽、所剩无几，因此称为已灭绝的天然放射性同位素。但碘-129在自然界中仍可以由其他方式产生，如可以从天然铀发生自发裂变产生，或者大气中的氙受宇宙射线散裂产生[10][11]。

碘-123、碘-124、碘-125、碘-131在生物学与医学中

在这些同位素中，只有两个常用于医学中：碘-123以及碘-131。由于碘-131衰变时同时会释放β和γ两种射线，因此可以用于放射治疗或成像。关于放射成像的部分，由于碘-123衰变时不会释放β粒子，因此更适合用来成像（例如，使用含碘造影的CT扫描）因为对患者损害较小。另外也有一些需要使用碘-124、碘-125来进行治疗的案例[12]。

由于碘被甲状腺优先摄取，放射性碘广泛用于成像，但在I-131的情况下，有可能会破坏甲状腺组织使其功能失调。

碘-131
条目：碘-131

碘-131是碘的一种放射性同位素，原子核内有78个中子，比碘的稳定同位素原子核的中子数多4个，但衰期约只有8天，会经由贝他衰变而衰变成稳定的氙-131，但有部分的碘-131会先衰变成不稳定的激发态氙-131核：氙-131m（激发能量163.930(8)keV），经过约11天的半衰期才经过核异构转变及伽玛衰变才衰变成稳定的氙-131[13]，过程放出高能量的伽玛射线[14]，由于摄入人体后，碘-131会积聚在甲状腺中，因此会对人体造成伤害[15]。

碘-131是人工核裂变产物，正常情况下不会存在于自然界中。

含碘同位素的化合物
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碘-123非他胺的化学结构

在自然界中只存在碘-127，以及痕量的碘-129[2]，含有其他碘的同位素的化合物一般都是由人工合成做为追踪、标记或放射治疗的药品。例如碘-123非他胺（系统命名：1-[4-碘-123苯基]-N-异丙基-2-丙胺）是一种用于脑血灌注成像单光子发射断层摄影（SPECT）的放射性脂质水溶性胺药物[16][17][18]。

图表
符号 Z（
p
 ）		 N（
n
 ）		 同位素质量（u）[19][20] 半衰期 衰变
方式[3][n 1]		 衰变
产物[n 2]		 原子核
自旋		 相对丰度
（莫耳分率）		 相对丰度
的变化量
（莫耳分率）
激发能量
108
I
[21][6]		 53 55 107.94348(39)# 36(6) ms α (90%) 104
Sb
 (1)#
β+ (9%) 108Te
p (1%) 107Te
109
I
[21]		 53 56 108.93815(11) 103(5) µs p (99.5%) 108Te (5/2+)
α (.5%) 105Sb
110
I
[21]		 53 57 109.93524(33)# 650(20) ms β+ (83%) 110Te 1+#
α (17%) 106Sb
β+, p (11%) 109Sb
β+, α (1.09%) 106Sn
111
I
[21][6]		 53 58 110.93028(32)# 2.5(2) s β+ (99.91%) 111Te (5/2+)#
α (.088%) 107Sb
112
I
[21][6][22]		 53 59 111.92797(23)# 3.42(11) s β+ (99.01%) 112Te
β+, p (.88%) 111Sb
β+, α (.104%) 108Sn
α (.0012%) 108Sb
113
I
[21][6]		 53 60 112.92364(6) 6.6(2) s β+ (100%) 113Te 5/2+#
α (3.3×10−7%) 109Sb
β+, α 109Sn
114
I
[21][6]		 53 61 113.92185(32)# 2.1[22](2) s β+ 114Te 1+
β+, p （不常见） 113Sb
114m
I
[21][23]		 265.9(5) keV 6.2(5) s β+ (91%) 114Te (7)
IT (9%) 114
I
115
I
[21][6]		 53 62 114.91805(3) 1.3(2) min β+ 115Te (5/2+)#
116
I
[21][22][6]		 53 63 115.91681(10) 2.91(15) s β+ 116Te 1+
116m
I
 400(50)# keV 3.27(16) µs (7-)
117
I
 53 64 116.91365(3) 2.22(4) min β+ 117Te (5/2)+
118
I
 53 65 117.913074(21) 13.7(5) min β+ 118Te 2-
118m
I
 190.1(10) keV 8.5(5) min β+ 118Te (7-)
IT （不常见） 118
I
119
I
 53 66 118.91007(3) 19.1(4) min β+ 119Te 5/2+
120
I
 53 67 119.910048(19) 81.6(2) min β+ 120Te 2-
120m1
I
 72.61(9) keV 228(15) ns (1+,2+,3+)
120m2
I
 320(15) keV 53(4) min β+ 120Te (7-)
121
I
 53 68 120.907367(11) 2.12(1) h β+ 121Te 5/2+
121m
I
 2376.9(4) keV 9.0(15) µs
122
I
 53 69 121.907589(6) 3.63(6) min β+ 122Te 1+
123
I
[n 3]		 53 70 122.905589(4) 13.2235(19) h ε 123Te 5/2+
124
I
[n 3]		 53 71 123.9062099(25) 4.1760(3) d β+ 124Te 2-
125
I
[n 3]		 53 72 124.9046302(16) 59.400(10) d ε 125Te 5/2+
126
I
 53 73 125.905624(4) 12.93(5) d β+ (56.3%) 126Te 2-
β− (43.7%) 126Xe
127
I
[n 4]		 53 74 126.904473(4) 稳定 5/2+ 1.0000
128
I
 53 75 127.905809(4) 24.99(2) min β− (93.1%) 128Xe 1+
β+ (6.9%) 128Te
128m1
I
 137.850(4) keV 845(20) ns 4-
128m2
I
 167.367(5) keV 175(15) ns (6)-
129
I
[n 4][n 5]		 53 76 128.904988(3) 1.57(4)×107 a β− 129Xe 7/2+ 痕量[n 6]
130
I
 53 77 129.906674(3) 12.36(1) h β− 130Xe 5+
130m1
I
 39.9525(13) keV 8.84(6) min IT (84%) 130
I
 2+
β− (16%) 130Xe
130m2
I
 69.5865(7) keV 133(7) ns (6)-
130m3
I
 82.3960(19) keV 315(15) ns -
130m4
I
 85.1099(10) keV 254(4) ns (6)-
131
I
[n 4][n 3]		 53 78 130.9061246(12) 8.02070(11) d β− 131Xe 7/2+
132
I
 53 79 131.907997(6) 2.295(13) h β− 132Xe 4+
132m
I
 104(12) keV 1.387(15) h IT (86%) 132
I
 (8-)
β− (14%) 132Xe
133
I
 53 80 132.907797(5) 20.8(1) h β− 133Xe 7/2+
133m1
I
 1634.174(17) keV 9(2) s IT 133
I
 (19/2-)
133m2
I
 1729.160(17) keV ~170 ns (15/2-)
134
I
 53 81 133.909744(9) 52.5(2) min β− 134Xe (4)+
134m
I
 316.49(22) keV 3.52(4) min IT (97.7%) 134
I
 (8)-
β− (2.3%) 134Xe
135
I
[n 7]		 53 82 134.910048(8) 6.57(2) h β− 135Xe 7/2+
136
I
 53 83 135.91465(5) 83.4(10) s β− 136Xe (1-)
136m
I
 650(120) keV 46.9(10) s β− 136Xe (6-)
137
I
 53 84 136.917871(30) 24.13(12) s β− (92.86%) 137Xe (7/2+)
β−, n (7.14%) 136Xe
138
I
 53 85 137.92235(9) 6.23(3) s β− (94.54%) 138Xe (2-)
β−, n (5.46%) 137Xe
139
I
 53 86 138.92610(3) 2.282(10) s β− (90%) 139Xe 7/2+#
β−, n (10%) 138Xe
140
I
 53 87 139.93100(21)# 860(40) ms β− (90.7%) 140Xe (3)(-#)
β−, n (9.3%) 139Xe
141
I
 53 88 140.93503(21)# 430(20) ms β− (78%) 141Xe 7/2+#
β−, n (22%) 140Xe
142
I
 53 89 141.94018(43)# ~200 ms β− (75%) 142Xe 2-#
β−, n (25%) 141Xe
143
I
 53 90 142.94456(43)# 100# ms [> 300 ns] β− 143Xe 7/2+#
144
I
 53 91 143.94999(54)# 50# ms [> 300 ns] β− 144Xe 1-#
145
I
[24][n 8]		 53 92 (145)# > 407 ns[24] β−[24] 145Xe (7/2+)#
β−, n[24] 144Xe

备注：画上#号的数据代表没有经过实验的证明，只是理论推测而已，而用括号括起来的代表数据不确定性。

← 同位素列表 →
碲的同位素 碘的同位素 氙的同位素

注释
  1. 缩写的涵义：
    ε： 电子俘获
    IT： 核异构转变
    β+：正电子发射
    β−：贝他衰变
  2. 稳定的衰变产物以粗体表示。
  3. 有医疗用途
  4. 核裂变产物
  5. 可用于研究太阳系历史[7]，测定某些事件的时间，或进行一些地下水体的相关测定[2]
  6. 宇宙成因核素，可经由宇宙射线生成。
  7. 是裂变产物135Te的衰变产物，由于135I会进行贝他衰变，因此会在近一步的衰变成135Xe，如过放任不管，由于碘坑效应，可能会导致反应炉停止运作。
  8. 已知半衰期下界[24]

参考文献
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