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2006年11月29日 (水)

ポロニウム210

不審死したロシアの元スパイの体内から、ポロニウム210(210Po)が検出された事件。

ポロニウム(Po)という元素をこういう形で目にするとは思わなかった。周期表では右下だ。無機材料化学の分野では、「単純立方格子」(単純立方充填構造)という結晶構造をとる物質として登場する。単純立方格子というのは、単位格子の立方体の頂点にだけ、原子があるという最も簡単な結晶構造である。無機材料の結晶構造を学ぶとき、一番最初にこの構造が出てくるが、この簡単な構造をとる物質が極めて少なく、ポロニウムだけが例として出てくるのだった。単純立方格子をとる単体は存在しないと誤って記述している本もあるくらいだ。低温で安定なαーPoが単純立方格子(格子定数3.345Å)をとる。

放射性物質であるポロニウムは、キュリー夫妻によって天然の鉱物中に存在するのを発見されたのが最初であるが、現在はビスマス209(209Bi)に中性子線を照射することによって製造されている。

ビスマス209(陽子83個、中性子126個) 

↓  中性子照射(原子核に中性子を1個加える)

ビスマス210(陽子83個、中性子127個)

↓  β崩壊(電子1個の放出とともに、中性子1個が陽子1個に変わる)

ポロニウム210(陽子84個、中性子126個)

中性子を照射できる場所は、地球上では原子炉しかないので、原子炉がないと製造できない。

天然の鉱物から分離するとしても、ピッチブレンドというウラン鉱石の1種が原料として必要になるし、分離手順もかなり煩雑である。そもそもピッチブレンド1トンから0.1mg以下しか分離できない。(※はじめピッチブレンドのところを間違えて、ジンクブレンドと書いていました。ジンクブレンドは別の鉱物です。訂正します)

ポロニウム210は半減期138日で、α線を放出して崩壊する。α線の生体への影響を調べる線源として用いられることもある。

放射性物質の出す放射線にはα線(ヘリウム原子の粒子線)、β線(電子線)、γ線(波長の短い電磁波)がある。物理的なエネルギーが同じであっても、放射線の種類によって生物への悪影響の程度は違ってくる。中で最も生物へ悪影響を与えるのがα線である。γ線などと比べるとその悪影響の大きさは約20倍とされている(これをα線の線質係数が20であるという)。

ただし、α線はγ線などと違い、簡単に遮蔽できるという特徴があり、紙が1枚あれば、α線を遮ることができると言われている。

なので、α線の場合、体外からα線が照射されても、皮膚が被曝するだけで体内には届かないが、α線を出す物質(α線源)が体内に入ってしまった場合(内部被曝)は、健康被害が大きくなる。α線源が沈着した臓器がα線に侵されて、重大な健康被害を受けることになる。

単体のポロニウムは水に溶けないが、塩酸にはゆっくりと溶ける。単体のポロニウムを摂取した場合、胃酸で徐々に溶けて体内に摂取される可能性はあるが、その程度は人体実験でもしないとわからない。水に溶けやすい化合物の形で、摂取された可能性の方が高いと考えられる。

ポロニウムの検出は比較的簡単。α線という放射線を出すので、その放射線を測定することにより、ポロニウムを検出することができる。一般に放射性物質の検出は、放射線を測定すればよいので、比較的簡単である。

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