被甲状腺摄取的131碘，其射线能量几乎全部被甲状腺组织所吸收，但腺体中心部位的滤泡上皮细胞所吸收的能量大于腺体周围的2mm厚的细胞层，故对中心部位的破坏大于对周围部位的破坏。因为从甲状腺外围细胞所发射的射线有一部分能量损失在甲状腺组织之外。

　　据观察，当人服用131碘不超过100mmCi，不会使甲状腺周围器官及其其他内分泌腺产生病理变化。

　　服131碘后一周，甲状腺一般无任何组织学变化。2-4周，甲状腺中央部分已有明显破坏性变化，如基质水肿、变性、急性血栓性和出血性脉管炎，上皮肿胀并有空泡形成，滤泡破坏并有多型核细胞侵润。在腺体周围部位损害程度要轻得多。2-3个月，腺内开始有纤维组织增生，淋巴细胞侵润，小动脉变厚和有透明性变，滤泡上皮脱落，以至逐渐死亡。1-3年甲状腺的正常组织大部分为致密的纤维组织所代替。