セシウム137(137 55 Cs)、セシウム137(US)[ 7 ]または放射性セシウムは、原子炉や核兵器でウラン235やその他の核分裂性同位体が核分裂することによって生成される、より一般的な核分裂生成物の1つであるセシウムの放射性 同位体です。微量はウラン238の自発核分裂からも発生します。短寿命から中寿命の核分裂生成物の中で最も問題のあるものの1つです。セシウムは沸点が671 ℃(1,240 °F)と比較的低く、チェルノブイリ原子力事故や核爆発の場合のように、高温で突然放出されると容易に揮発し、空気中を非常に長距離移動することができます。放射性降下物として土壌に沈着した後、セシウムの最も一般的な化学化合物である塩類は水溶性が高いため、環境中で容易に移動・拡散します。セシウム137は、グレン・T・シーボーグとマーガレット・メルハースによって発見されました。
セシウム137の半減期は約30.04 年で、ベータ崩壊によって安定なバリウム137に崩壊します。 崩壊の約94.6%はバリウムの準安定核異性体であるバリウム137m (137m)に起こります。バリウム137mの半減期は約153 秒で、通常は基底状態に戻ります(全137mの85.1%)。セシウム崩壊)エネルギーを持つ光子を放出する0.6617 MeV 。これは、 137のサンプル中のすべてのガンマ線放出の原因です。Cs。

セシウム137には多くの実用的な用途があります。少量では、放射線検出装置の校正に使用されます。[8 ]医療では、放射線療法に使用されます。[8 ]産業では、流量計、厚さ計、[8 ]水分密度計(密度測定用、水分測定にはアメリシウム241 /ベリリウムを使用)、[9 ]およびボーリング孔検層装置に使用されます。[10 ]
セシウム137は、使用済み核燃料由来のセシウムには安定同位体のセシウム133と長寿命同位体のセシウム135が含まれているため、明確な形状(かつ小型)で非常に高い比放射能を持つ物質を得ることが困難であることから、工業用放射線撮影には広く使用されていません。同位体分離は、より安価な代替手段に比べてコストが高すぎます。また、比放射能の高いセシウム線源は、溶解度の高い塩化セシウム(CsCl)から作られる傾向があるため、放射線撮影線源が損傷した場合、放射性汚染のリスクが高くなります。水に不溶性のセシウム線源(例えばフェロシアン化物)を作ることは可能ですが、その比放射能は低くなります。その他の化学的に不活性なセシウム化合物には、天然鉱物ポルサイトに類似したセシウムアルミノケイ酸塩ガラスがあります。後者は、深地層処分場に処分するための化学的に安定な水不溶性核廃棄物の実証に使用されています。放出量が多いと、X線撮影における画像品質が損なわれる。同位体192 Irと60イリジウムとコバルトは化学的に不活性な金属であり、安定な191を活性化することではるかに高い比放射能を得ることができるため、放射線撮影にはCoが好ましい。イルと59高フラックス原子炉におけるCo。しかし、137セシウムは、核分裂炉で大量に生成される廃棄物である。Irと60コバルト60は商業用および研究用原子炉で製造され、そのライフサイクルには関連する高価値元素の破壊が伴います。コバルト60は安定なニッケルに崩壊し、イリジウム192は安定なオスミウムまたはプラチナに崩壊します。残留放射能と法的障壁のため、使用済み放射性線源からでも、生成された物質が回収されることは一般的ではなく、実質的には、その全量が非放射性用途には「失われる」ことになります。
1945年以前には環境中に存在しなかったほぼ純粋な合成同位体 であるセシウム137は、ワインの年代測定や偽造品の検出[11 ] 、および1945年以降に発生した堆積物の年代を評価するための相対年代測定物質として使用されてきました[12 ]。
セシウム137は、土壌の侵食と堆積を測定するための地質学的研究における放射性トレーサーとしても使用されています。細かい堆積物に対するその親和性は、この用途において有用です。 [13 ]
セシウムの生物学的挙動はカリウム[14 ]やルビジウムのそれと類似している。体内に入ると、セシウムは体全体にほぼ均一に分布し、軟組織に最も高い濃度で存在する[15 ]。しかし、ラジウムやストロンチウム90のような第2族放射性核種とは異なり、セシウムは生体蓄積せず、比較的速やかに排泄される。セシウムの生物学的半減期は約70日である[16 ] 。膵臓組織は放射性セシウム( 137)の強力な蓄積および腸管内分泌器官であることが実証されている。 Cs ) [ 17 ] [ 18 ] 1961年の実験では、マウスに投与すると、 137の1gあたり21.5μCi Csは30日以内に50%の致死率を 示し、LD50は245 μg /kg 。[19 ] 1972年の同様の実験では、犬に全身負荷を与えた場合、 3800 μCi /g (140 MBq / kg 、または約 セシウム137の44μg /kg (および950~1400ラド )の放射線を受けた動物は33 日以内に死亡するが、その半分の放射線量を受けた動物はすべて1 年間生存した。 [20 ] 1960年のマウスの研究では、高レベルの137が検出された。 被曝後最初の1日間は、結腸の粘液腺、膵臓、軟骨、腱、骨格筋にCsが蓄積した。24時間後には、軟骨と骨格筋が最も高い活性を示した。 [21 ]
2003年の研究では、 137の子供たちがチェルノブイリ近郊のベラルーシのセシウム汚染地域では、ベラルーシの他の地域の子どもにはほとんど見られない慢性疾患が蔓延していた。137の測定値様々な原因で死亡した52人の子供の解剖から得られたセシウム被曝量137の濃度が判明したCs濃度は甲状腺(2054±288 Bq/kg)、副腎(1576±290 Bq/kg)、膵臓(1359±350 Bq/kg)で最も高く、脳(385±72 Bq/kg)と肝臓(347±61 Bq/kg)で最も低かった。 [17 ]
セシウム137の誤飲はプルシアンブルー (Fe III 4 [Fe II )で治療できます( CN )6 ]3)は化学的に結合し、生物学的半減期を30 日に短縮する。 [ 22 ]

セシウム137は、他の放射性同位体であるセシウム134、ヨウ素131、キセノン133、ストロンチウム90とともに、ほぼすべての大気圏核兵器実験、そして最近ではいくつかの原子力事故、特にチェルノブイリ原発事故、ゴイアニア原発事故、福島第一原発事故の際に環境中に放出されました。
セシウム137はプルトニウムとウランの核分裂によって生成され[23 ]、この同位体から放出される特徴的なガンマ線を観測することで、特定の密閉容器の内容物が最初の原子爆弾爆発(トリニティ実験、1945年7月16日)の前後に製造されたものかを判別できる。この爆発によってセシウム137の一部が大気中に拡散し、微量ながら世界中に急速に拡散した。この手法は、研究者によって、特に「ジェファーソンボトル」と呼ばれる希少なワインの真贋鑑定に用いられてきた[24 ] 。また、表層土壌や堆積物も、セシウム137の放射能を測定することで年代測定される。 Cs。
ノヴァヤゼムリャの北極圏での爆弾と成層圏またはその付近で爆発した爆弾により放出されたセシウム137がフィンランドのラップランド北部に降り注いだ。1960年代のこの地域でのセシウム137の測定値は45,000ベクレルと報告されている。2011年の数値の中央値は約1,100ベクレルだが、癌症例の増加は確認されていない。 [25 ] [26 ] [27 ]
今日から今後数百年の間、チェルノブイリ原子力発電所周辺の立ち入り禁止区域では、セシウム137とストロンチウム90が主要な放射線源であり続け、約30年の半減期と生物学的取り込みのため、健康に対する最大のリスクをもたらしている。 1986年のチェルノブイリ原発事故後、ドイツの12,000 km²がセシウム137で汚染され、地表放射能は20~37 kBq /m 2。 [ 28 ]これは、チェルノブイリ事故後にヨーロッパで放出されたセシウム137全体の1.1%に相当する。スカンジナビアでは、一部のトナカイと羊がノルウェーの法定限度を超えた ( チェルノブイリから26 年後、3000 Bq /kgであった。[29 ]チェルノブイリのセシウム137は現在半分以上崩壊しているが、局所的にはるかに大きな係数で濃縮されていた可能性がある。

2011年4月、日本の福島第一原子力発電所事故後、環境中から高濃度のセシウム137が検出された。2011年7月、福島県から東京に輸送された牛 11頭の肉から、 137 キログラムあたり1530~3200ベクレルCsは、当時日本の法定限度である1キログラム あたり500ベクレルを大幅に超えていた。 [30 ] 2013年3月、工場近くで捕獲された魚から、 1キログラムあたり74万ベクレルという記録的な放射性セシウムが検出され、政府の限度である1キログラムあたり100ベクレルを上回った。 [31 ] 2013年のScientific Reports誌の論文では、被災した工場から50キロメートル(30マイル)離れた森林地帯で、137 Cs濃度は落葉、菌類、腐食動物では高かったが、草食動物では低かった。 [32 ] 2014年末までに、「福島由来の放射性セシウムは西太平洋全体に拡散」し、北太平洋海流によって日本からアラスカ湾まで運ばれた。海面から200メートル(660フィート)までの海域と、海流域の南側では400メートル(1,300フィート)までの海域で測定されている。 [33 ]
福島ではセシウム137が主要な健康問題として報告されている。セシウム137を除去するためのいくつかの技術が検討されている。汚染された土壌やその他の物質からセシウムの80%から95%を効率的に、かつ土壌中の有機物を破壊することなく除去する。これには水熱ブラスト法が含まれる。フェロシアン化鉄(プルシアンブルー)で沈殿させたセシウムは、特別な埋設場所を必要とする唯一の廃棄物となる。 [34 ]目標は、汚染された環境からの年間曝露を 背景レベルより1ミリシーベルト (mSv)高い。放射線量が1ミリシーベルト(mSv)を超える最も汚染された地域 年間50 mSvは引き続き禁止されるが、現在、50 mSv 未満の一部の地域では、 年間5ミリシーベルトの放射線量を除染することで、2万2000人の 住民が帰還できるようになる可能性がある。
セシウム137ガンマ線源は、これまで数々の放射線事故やインシデントに関与してきた。
1987年のゴイアニア事故では、ブラジルのゴイアニアにある廃墟となった診療所から 不適切に廃棄された放射線治療システムが撤去され、スクラップヤードで売却するために割られました。発光するセシウム塩は、好奇心旺盛で何も知らない買い手に売られました。 [35 ]これにより、放射線汚染による4人の死亡と数人の重傷が確認されました。 [36 ] [37 ]
1989年のクラマトルスク事件は、ウクライナ・ソビエト社会主義共和国のクラマトルスクにあるアパートのコンクリート壁の中から、セシウム137の8×4ミリメートル(0.3×0.2インチ) の小さなカプセルが発見された1989年に起こった。このカプセルは元々測定装置の一部で、1970年代後半に紛失し、1980年に建物を建設する際に使用された砂利に混入したと考えられている。 9年以上にわたり、2つの家族がこのアパートに住んでいた。カプセルが発見された時点で、建物の住民6人が死亡しており、うち4人は白血病、さらに17人が様々な量の放射線を受けていた。 [38 ]
1994年のタミク事件は、エストニアのハルジュ県サク教区マンニクにある核廃棄物貯蔵施設からの放射性物質の盗難事件である。施設の性質を知らない3人の兄弟が、スクラップ金属を漁っている最中に小屋に侵入した。兄弟の1人が 破損した容器から放出されたセシウム137線源から全身に4000ラド(40Gy )の線量を受け、 12日後に放射線中毒で死亡した。
1997年、数名のグルジア兵が放射線中毒と火傷を負った。最終的に、ソビエト連邦崩壊後に放置され、忘れ去られ、ラベルも貼られていない訓練用放射線源が原因と判明した。そのうちの1つは、共有ジャケットのポケットに入っていたセシウム137のペレットで、1メートル(3フィート)の距離で自然放射線 の約13万倍の放射線を放出していた。 [39 ]
1998年のアセリノックス事故では 、スペインのリサイクル会社アセリノックスが、ガンマ線発生装置から発生した放射性セシウム137の塊を誤って溶融した。 [40 ]
2009年、陝西省銅川市の中国セメント会社が、使われなくなった古いセメント工場を解体していた際、放射性物質の取り扱いに関する基準を遵守しなかった。その結果、測定機器から放出されたセシウム137が、製鉄所へ向かう8台のトラックに積まれたスクラップ金属に混入し、製鉄所で放射性セシウムが溶かされて鋼鉄になった。 [41 ]
2015年3月、ノルウェーのトロムソ大学 は、セシウム137、アメリシウム241、ストロンチウム90のサンプルを含む8つの放射性サンプルを紛失した。これらのサンプルは教育目的で使用するため、安全な場所から移動されていた。サンプルが返却されるはずだったが、大学はそれらを見つけることができなかった。2015年11月4日現在 サンプルはまだ見つかっていない。 [42 ] [43 ]
の上2016年3月3日と4日、フィンランドのヘルシンキ で大気中のセシウム137濃度が異常に高かった。フィンランド放射線・原子力安全局(STUK)によると、測定結果は以下の通り。 4000 μBq /m 3 – 通常のバックグラウンドレベルの約 1,000倍。STUK の調査により、発生源は STUK 自身と放射性廃棄物処理会社が業務を行っている建物であることが判明した。 [44 ] [45 ]
2019年5月、ワシントン州シアトルのハーバービュー医療センター複合施設 内の研究訓練棟で、13人がセシウム137に被ばくした。契約作業員が研究室からトラックにセシウムを移送していた際に粉末がこぼれた。5人は除染されて解放されたが、より直接的に被ばくした8人は病院に搬送され、研究棟は避難した。 [46 ]
西オーストラリア州の公衆衛生当局は、2023年1月25日にセシウム137を含むカプセルが輸送中に紛失したことを受け、約1,400キロメートル(870マイル)の道路区間に緊急警報を発令した。8ミリメートル(0.3インチ)のカプセルには少量の放射性物質が含まれており、トラックから紛失した。州政府は直ちに捜索を開始し、西オーストラリア州保健省の主任保健官アンドリュー・ロバートソン氏は、被ばくした人は「1時間に約10回のX線照射」に相当する被ばくを受ける可能性があると警告した。専門家は、カプセルが発見された場合、一般市民は少なくとも5メートル(16フィート)離れるべきだと警告した。 [47 ]カプセルは2023年2月1日に発見された。 [48 ]
2023年2月23日、タイのプラチンブリ県にある火力発電所からセシウム137カプセルが紛失し、タイ原子力平和局(OAP)とプラチンブリ県当局の職員による捜索が開始された。しかし、タイ国民には3月14日まで通知されなかった。 [49 ]
3月20日 、OAP事務総長とプラチンブリ 県知事は記者会見を開き、カビンブリ郡の製鉄所でセシウム137で汚染された炉粉を発見したと発表した。 [50 ]
2024年4月5日 、ロシアのハバロフスク市で、地元住民が市内の工業地帯の1つで放射線レベルが急激に上昇していることを偶然発見したことを受け、緊急体制が導入された。線量測定管理グループのボランティアによると、NPサイトの線量計は最大で800マイクロシーベルト 、これは 安全値の1600倍です。
非常事態省の職員は、30メートル×30メートル(100フィート×100フィート)の範囲をフェンスで囲み、そこで欠陥検査器から取り出したセシウム入りのカプセルを発見した。これは保護容器に入れられ、廃棄処分のため運び出された。この事件はノヴァヤ・ガゼータ紙が最初に報じた。 [51 ]
2025年8月18日 、米国食品医薬品局 (FDA)は、インドネシアからのエビの出荷品が汚染されていたことを示す声明を発表した。これは、インドネシアの企業Bahari Makmur Sejati(BMS Foods )が処理した放射線照射エビの大規模なリコールの最初の事例に過ぎなかった。[ 52 ]汚染物質の発生源は、ジャカルタ近郊の近代チカンデ工業団地にある金属スクラップヤードであることが判明した。そこには、輸送コンテナを供給していた企業も拠点を置いていた。[ 53 ]
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