アスタチン

アスタチン（Astatine, At）

アスタチンは、原子番号85を持つ元素で、元素記号はAtです。ハロゲン元素の一種であり、自然界では非常に稀な存在です。約30種類の同位体が確認されていますが、安定した同位体はなく、その特性や行動についてはまだ多くの謎が残っています。

名称の由来

アスタチンの名称は、ギリシャ語で「不安定な」を意味する「astatos」に由来しています。この名称は、アスタチンが自然界で非常に不安定な性質を持つことを反映しています。

歴史的背景

アスタチンは、周期表を作成したメンデレーエフによって「エカヨウ素」として予測されました。1932年、アラバマ工科大学のフレッド・アリソンがモナザイトから85番元素の発見を報告しましたが、彼が提案した名前「アラバミン」（Ab）はその後の研究によって否定されました。1940年には、カリフォルニア大学バークレー校のセグレが、ビスマス209にアルファ粒子を加速して照射することでアスタチン211を初めて生成しました。

特徴

アスタチンは、短寿命の生成物として存在し、半減期が非常に短いため実験中に迅速に崩壊します。そのため、詳細な化学的および物理的特性は未解明な部分が多いです。アスタチンの融点は302°C、沸点は337°Cとされています。化学的性質はヨウ素に似ていますが、ビスマスやポロニウムのように金属と非金属の中間的な性質を持つと考えられています。また、常温では揮発しやすいですが、水溶液は安定しています。

限られた自然界の存在から、アスタチンはウラン系列やアクチニウム系列で生成され、通常は極めて少量しか存在しません。特に、アスタチン215、217、218、219は自然界で見ることができる同位体です。

用途

アスタチンは、その強い放射能と短い半減期のため、主に研究用に使われてきました。中でもアスタチン211は、高エネルギーのα線を放出するので、がん治療における放射線療法の可能性を秘めています。現在、アスタチン211を使った治療法が研究されており、特に甲状腺がんに対する治療に期待されています。

同位体

アスタチンには、質量数191から223の範囲で30種類以上の同位体が確認されています。最も半減期の短い同位体はアスタチン213で125ナノ秒であり、一方で最も長いものはアスタチン210で8.1時間です。

アスタチン211

アスタチン211は、7.2時間の半減期を持つ同位体で、主に209Biをターゲットとした核反応で生成されます。この同位体は、甲状腺がんの放射線治療に応用される研究が進行中です。2022年には、日本で内服療法の第1相臨床試験が始まりました。

自然界での発生

アスタチンは、自然界では非常に希少で、地殻中に存在する量は非常に少なく、約1オンス（28g）しかないとされています。ウラン100万個の原子に対して、アスタチンの原子は数個しか存在しません。また、短寿命な同位体は、ウランやアクチニウム系列からの崩壊によって生成されることがあります。

アスタチンの化合物

アスタチンは、酸化数としては7、5、3、1、-1価を持ち、その中で-1価が最も安定しています。アスタチンは他のハロゲンと同様に水素との化合物も形成します。例えば、アスタチン化水素（HAt）は、若干刺激的な臭いを持つ有毒な気体と考えられています。

アスタチンは、放射能を持ちながら非常に短い半減期を持つため、さまざまな科学的研究や治療法の開発において、今後も重要な役割を果たしていくでしょう。

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