ストロンチウムの同位体

ストロンチウムの同位体

ストロンチウム（Sr）は、自然界において4種類の同位体が確認されています。具体的には、84Sr（0.56%）、86Sr（9.86%）、87Sr（7.0%）、88Sr（82.58%）の割合で存在し、標準原子量は87.62(1) uです。中でも、87Srは重要な同位体であり、天然放射性の87Rbが崩壊する過程で生成される場合や、宇宙の元素合成によっても生じます。そのため、87Srと86Srとの比、すなわち87Sr/86Srは地質学研究でしばしば指標として用いられ、鉱物や岩石における値は約0.7から4.0以上に及びます。

ストロンチウムの不安定同位体

ストロンチウムには16種類の不安定同位体が存在し、その中でも特に注目されるのが、半減期28.78年の90Srです。90Srは核分裂反応の副産物として生成されるため、核爆発の際には放射性降下物として広く観察されています。ただし、ストロンチウムは揮発性化合物を生成しにくいため、通常の原子炉の運転条件下ではその排気物に含まれることは稀です。90Srは骨に蓄積され、健康被害をもたらす可能性があります。90Srはベータ崩壊を通じて90Yに変化し、放射線を放出します。

事故の影響

1986年のチェルノブイリ原発事故では、90Srが広範囲に汚染を引き起こしました。90Srは長寿命で高エネルギーの電子を放出するため、原子力補助動力装置（SNAP）で利用されます。この装置は、軽量かつ長寿命であることから、宇宙船や遠隔気象ステーションに応用されています。

分析手法

ストロンチウムの放射性同位体を測定するためには、まず純粋なストロンチウムを精製し、崩壊過程で生成されるイットリウム（Y）からのベータ線を測定します。このプロセスには、イオン交換樹脂を用いた吸着法や強酸水溶液での酸抽出、シュウ酸塩法などを通じて、アルカリ土類元素（カルシウム、バリウム、ラジウム）からの分離を行います。その後、放射平衡を成立させた後、イットリウムの放射性同位体（90Y）を分離し、高感度な計数器を使って90Yからのベータ線を測定します。90Yの半減期は64.2時間であるため、複数回の計測を通じて90Srの量を特定できます。また、同時に行った試料のストロンチウム回収率を把握することも重要です。

体内被曝の影響

ストロンチウムはその化学的性質からカルシウムに似ていて、動物の体内に摂取されると、主に骨に蓄積されます。骨に蓄積された90Srは、さらにその娘核種90Yが放出するベータ線により、人体に悪影響を及ぼす可能性があります。特に内部被曝による骨腫瘍のリスクが懸念され、長期的に放射線を放出し続けることが問題となります。ストロンチウムはアルギン酸と強く結合する特徴があり、アルギン酸を摂取することでストロンチウムの吸収を抑える手段が考えられています。

このように、ストロンチウムの同位体は多様な特性を有し、人体に対しても重大な影響を及ぼすことがあるため、その理解と適切な扱いが求められています。

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