セシウム137

セシウム137についての詳解

セシウム137（英: caesium-137, 13755Cs）は、セシウムの放射性同位体であり、質量数が137のものである。この同位体は、主にウラン235などの核分裂反応によって生成されるものであり、その放射性特性が注目されている。

放射性崩壊と半減期

セシウム137は約30.07年という半減期を持ち、ベータ崩壊を経てバリウム137の準安定同位体、バリウム137m（137mBa）に変わる。この過程において、95 %の崩壊がバリウム137mを形成し、残りの5 %が基底状態のバリウム137を生成する。バリウム137mは約2.55分の半減期を持ち、光子エネルギーは662 keVである。これらの光子は、食品の照射や癌の放射線治療に利用されることがある。

しかし、セシウム137は反応性が高く扱いにくいことから、工業用のX線撮影にはあまり使用されていない。また、セシウム塩は水に溶けやすいため、取り扱いが困難である。工業用途としては、湿度計や密度計、流量計などに使用されることがある。

環境への影響

セシウム137は、1945年に広島と長崎に投下された原子爆弾の影響で地球上に放出された。また、1940年代から1960年代にかけて行われた米ソの核実験や、大規模な水爆実験、防事故での放出も大きな要因となっている。さらに、チェルノブイリ原発事故でも大量に放出され、2005年時点でセシウム137は周辺地域における主要な放射線源である。

実際のデータでは、ドイツ全土の平均的な汚染量が2000-4000 Bq/m2という結果が出ている。これは、500 gのセシウム137が全土に散乱したことを示している。この同位体は人為的に生成されたものであり、自然環境に存在することは極めて稀である。特性γ線を観測することで、核実験以前の物質かどうかの判別が可能である。

海洋中のセシウム137の分布

海洋の水深約200m付近では、温度変化が急激に変わる地点より浅い区域にセシウム137が多く見られる。その濃度は比較的一様であり、水温躍層がこの分布にバリヤの役割を果たしている。魚類における生物濃縮の影響も観察されており、特に肉食性の魚において高濃度が示されることがある。

健康への影響

セシウム137の化合物は水溶性であるため、生体内に容易に取り込まれ、その後も排泄されやすい性質を持つ。カリウムやルビジウムと同様の挙動を示し、体内に取り込まれた場合の内部被ばくが懸念される。福島第一原発事故に関連した調査では、放射性セシウムの臓器濃度が血液中の濃度比からも特定できた。特に胎児や子牛の放射性セシウム濃度が母牛よりも高いことが判明している。

放射性セシウムの生物学的半減期は平均70日であるが、年齢によって異なることが報告されている。また、多量摂取した場合の治療には、プルシアンブルーが用いられ、この薬剤は水溶性のセシウムと結合し、不溶化することで体外排出を助ける。

事故への関与

セシウム137は、特に原子力事故の原因であり、一般市民への被曝事例も存在する。過去には、放射性物質の管理が不適切であったため、事故が発生したケースがある。これには、放射性物質が含まれた製品が市場に出回ることも含まれ、特にゴイアニア被曝事故が有名である。このような背景から、セシウム137の管理は厳格化されている。

このように、セシウム137は核分裂産物としての特性に加え、環境への影響や健康リスクを考慮することが重要であり、その扱いには特に注意が必要である。

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