一般的なベータ放出体

さまざまな放射性核種が原子核の放射性崩壊によってベータ粒子、高速電子または陽電子を放出します。これらは、さまざまな産業、科学、医療の用途で使用できます。この記事では、技術的に重要な一般的なベータ放出放射性核種とその特性をいくつか紹介します。

核分裂生成物

ストロンチウム

ストロンチウム90は、工業用線源として一般的に使用されているベータ線放出物質である。これはイットリウム90に崩壊するが、イットリウム90自体もベータ線放出物質である。また、放射性同位元素熱電発電機（RTG）パワーパックの熱電源としても使用されている。これらは、ストロンチウム90の放射性崩壊によって発生した熱を利用して熱を発生させ、熱電対を使用して電気に変換することができる。ストロンチウム90はプルトニウム238よりも半減期が短く、出力が低く、より多くの遮蔽が必要であるが、核分裂生成物であり、核廃棄物中に高濃度で存在し、比較的簡単に化学的に抽出できるため、より安価である。ストロンチウム90ベースのRTGは、遠隔地の灯台に電力を供給するために使用されている。^[1]ストロンチウムは水溶性であるため、通常はペロブスカイト型のチタン酸ストロンチウムが使用される。これは水溶性ではなく、融点が高いためである。^[2]

ストロンチウム 89 は、骨腫瘍の治療に使用されている短寿命のベータ線放出物質で、末期癌の緩和ケアに使用されています。ストロンチウム 89 とストロンチウム 90 はどちらも核分裂生成物です。

中性子放射化製品

トリチウム

トリチウムは、研究やトレーサー^[^{スペルを確認}^]自己発電照明で放射性トレーサーとして一般的に使用される低エネルギーのベータ線放射体です。トリチウムの半減期は 12.3 年です。トリチウムからのベータ線放射による電子はエネルギーが非常に低いため (平均崩壊エネルギー 5.7 keV)、ガイガーカウンターを使用して検出することはできません。崩壊エネルギーが低いことの利点は、低エネルギー電子は浅い深さまでしか浸透しないため遮蔽が容易で、同位体を扱う際の安全上の問題が軽減されることです。

トリチウムは、トリチウム化錆の形で金属加工品の中にも存在することがありますが、これは炉で鋼を加熱してトリチウムを含む水を追い出すことで処理できます。

トリチウムはリチウムに中性子を照射することで作ることができます。

炭素

炭素 14 は研究でベータ線源としてもよく使われ、有機化合物の放射性トレーサーとしてもよく使われます。ベータ粒子のエネルギーはトリチウムのエネルギーよりも高いのですが、それでもエネルギーはかなり低いです。例えば、ガラス瓶の壁は炭素を吸収することができます。炭素 14 は、窒素14 と中性子のnp 反応によって生成されます。大気中では、宇宙線が窒素に作用することで生成されます。また、 20 世紀に行われた核兵器実験中に空中爆発で生じた中性子によっても大量に生成されました。大気中の炭素の比活性は核実験の結果増加しましたが、空気と炭素循環の他の部分との間で炭素が交換されたため、現在は非常に低い値に戻っています。炭素 14 の量が少ない場合、好ましい処分方法の 1 つは、医療用焼却炉で廃棄物を焼却することです。これは、放射能を非常に広い範囲に拡散させることで、人間 1 人に対する脅威が非常に小さくなるという考えに基づいています。

リン

リン 32は短寿命の高エネルギーベータ放出体で、放射性トレーサーの研究に使用されます。半減期は 14 日です。DNA研究に使用できます。リン32 は、硫黄32 の中性子照射 (np 反応) によって、または中性子捕獲によってリン31から生成できます。

ニッケル

ニッケル63は、放射性同位元素圧電発電機のエネルギー源として使用できるニッケルの放射性同位元素です。半減期は100.1年です。原子炉内でニッケル62に中性子を照射することで生成できます。^[3]

参照

参考文献

^ 「RTG 熱源: 実証済みの 2 つの材料 - Atomic Insights」1996 年 9 月。
^ Khajepour, Abolhasan; Rahmani, Faezeh (2017 年 1 月 1 日)。「ANSYS、COMSOL、MCNP を使用した解析法とモンテカルロ法による 90Sr 放射性同位元素熱電発電機の設計アプローチ」。応用放射線と同位体。119 : 51–59。doi :10.1016/ j.apradiso.2016.11.001。PMID 27842232 。
^ ツヴェトコフ、ルイジアナ州;プストバロフ、AA;グセフ、VV;バラノフ、バージニア州。チホミロフ、AV (2005 年 4 月)。「ニッケル63の工業生産への可能な方法とその使用の展望」。第5回同位体国際会議5ICIの議事録。メディモンド。 99–102ページ。CiteSeerX 10.1.1.493.7715。ISBN 978-88-7587-186-4。

外部リンク

純粋ベータ放射体リスト (ウィスコンシン大学マディソン校)

[1] 「RTG 熱源: 実証済みの 2 つの材料 - Atomic Insights」1996 年 9 月。

[2] Khajepour, Abolhasan; Rahmani, Faezeh (2017 年 1 月 1 日)。「ANSYS、COMSOL、MCNP を使用した解析法とモンテカルロ法による 90Sr 放射性同位元素熱電発電機の設計アプローチ」。応用放射線と同位体。119 : 51–59。doi :10.1016/ j.apradiso.2016.11.001。PMID 27842232 。

[3] ツヴェトコフ、ルイジアナ州;プストバロフ、AA;グセフ、VV;バラノフ、バージニア州。チホミロフ、AV (2005 年 4 月)。「ニッケル63の工業生産への可能な方法とその使用の展望」。第5回同位体国際会議5ICIの議事録。メディモンド。 99–102ページ。CiteSeerX 10.1.1.493.7715。ISBN 978-88-7587-186-4。