合成放射性同位元素

合成放射性同位元素は、自然界には存在しない放射性核種です。つまり、それを生成する自然のプロセスやメカニズムが存在しない、または非常に不安定なため非常に短い期間で崩壊します。^[1]フレデリック・ジョリオ＝キュリーとイレーヌ・ジョリオ＝キュリーは、20世紀に初めて合成放射性同位元素を生成しました。^[2]例としては、テクネチウム-99とプロメチウム-146があります。これらの多くは、使用済み核燃料集合体から発見され、回収されます。いくつかは粒子加速器で製造する必要があります。^[3]

生産

合成放射性同位体の中には、様々な核分裂生成物を含む使用済み原子炉燃料棒から抽出されるものがある。例えば、1994年までに原子炉で約49,000テラベクレル（78メートルトン）のテクネチウムが生成されたと推定されており、人為的テクネチウムは自然放射能由来のテクネチウムよりもはるかに豊富である。^[4]

いくつかの合成同位体は核分裂によって大量に生産されているが、まだ回収されていない。他の同位体は原子炉で親同位体を中性子照射することによって製造される（例えば、テクネチウム97はルテニウム96の中性子照射によって製造できる）か、粒子加速器からの高エネルギー粒子を親同位体に照射することによって製造される。^[5]^[6]

放射性医薬品を含む多くの同位体はサイクロトロンで生産されています。例えば、合成フッ素18と酸素15は陽電子放出断層撮影法で広く使用されています。^[7]

用途

ほとんどの合成放射性同位元素は半減期が短い。健康に有害であるにもかかわらず、放射性物質は医療や産業の分野で多くの用途がある。

核医学

核医学の分野は、診断や治療のための放射性同位元素の使用をカバーしています。

診断

放射性トレーサー化合物、放射性医薬品は、さまざまな臓器や体のシステムの機能を観察するために使用されます。これらの化合物は、研究対象の活動に引き寄せられたり、集中したりする化学トレーサーを使用します。その化学トレーサーには、通常、体内を移動してガンマカメラで捕らえられ、濃度をマップできるほどのエネルギーを持つガンマ線を放出する短寿命の放射性同位体が組み込まれています。ガンマカメラやその他の同様の検出器は非常に効率的であり、トレーサー化合物は一般に関心領域に集中するのに非常に効果的であるため、必要な放射性物質の総量は非常に少量です。

準安定核異性体テクネチウム99mは、半減期が6時間と短いため、ガンマ線放射体として医療診断に広く使用されていますが、テクネチウム99mジェネレーターを使用して病院で簡単に生成できます。親同位体モリブデン99の2010年の世界の週間需要は440 TBq（12,000 Ci ）で、その大部分はウラン235の核分裂によって供給されました。^[8]

処理

いくつかの放射性同位元素および化合物は、通常、放射性同位元素を体内の特定の臓器の近くに高濃度にすることによって、医療に使用されます。たとえば、ヨウ素 131 は、甲状腺のいくつかの疾患および腫瘍の治療に使用されます。

産業用放射線源

アルファ粒子、ベータ粒子、ガンマ線の放射性放出は産業上有用である。これらの放射源のほとんどは合成放射性同位元素である。使用分野には石油産業、工業用放射線検査、国土安全保障、プロセス制御、食品照射、地下探知などがある。^[9]^[10]^[11]

脚注

^ リベサート、マリオン。「人工放射性同位元素」。RJH - ジュール・ホロウィッツ原子炉。2024年9月5日閲覧。
^ リベサート、マリオン。「人工放射性同位元素」。RJH - ジュール・ホロウィッツ原子炉。2024年9月5日閲覧。
^ 「放射性同位元素」www.iaea.org 2016年7月15日2023年6月25日閲覧。
^ 吉原憲 (1996)。「環境中のテクネチウム」。吉原憲、大森哲 (編)。テクネチウムとレニウムの化学とその応用。最新化学の話題。第 176 巻。Springer。doi : 10.1007 /3-540-59469-8_2。ISBN 978-3-540-59469-7。
^ 「ラジオアイソトープ生産」ブルックヘブン国立研究所。2009年。2010年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。{{cite web}}: CS1 maint: bot: 元の URL ステータス不明 (リンク)
^ 原子炉生成放射性同位元素マニュアル。ウィーン：IAEA。2003年。ISBN 92-0-101103-2。
^ サイクロトロン生成放射性核種：物理的特性と製造方法。ウィーン：IAEA。2009年。ISBN 978-92-0-106908-5。
^ 「モリブデン99の生産と供給」（PDF）。IAEA。2010年。2022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF）。2018年3月4日閲覧。
^ Greenblatt, Jack A. (2009). 「安定同位体と放射性同位体: 産業と貿易の概要」(PDF)。米国産業局。米国国際貿易委員会。2022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
^ Rivard, Mark J.; Bobek, Leo M.; Butler, Ralph A.; Garland, Marc A.; Hill, David J.; Krieger, Jeanne K.; Muckerheide, James B.; Patton, Brad D.; Silberstein, Edward B. (2005 年 8 月). 「米国国家同位体プログラム: 現状と今後の成功に向けた戦略」(PDF) .応用放射線と同位体. 63 (2): 157– 178. doi :10.1016/j.apradiso.2005.03.004. 2022 年 10 月 9 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。
^ Branch, Doug (2012). 「プロセス測定における放射性同位元素」(PDF) . VEGA Controls. 2022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2018年3月4日閲覧。

外部リンク

LANL T-2 ウェブサイトの核種マップ 2004-04-04 にWayback Machineでアーカイブ

[1] リベサート、マリオン。「人工放射性同位元素」。RJH - ジュール・ホロウィッツ原子炉。2024年9月5日閲覧。

[2] リベサート、マリオン。「人工放射性同位元素」。RJH - ジュール・ホロウィッツ原子炉。2024年9月5日閲覧。

[3] 「放射性同位元素」www.iaea.org 2016年7月15日2023年6月25日閲覧。

[4] 吉原憲 (1996)。「環境中のテクネチウム」。吉原憲、大森哲 (編)。テクネチウムとレニウムの化学とその応用。最新化学の話題。第 176 巻。Springer。doi : 10.1007 /3-540-59469-8_2。ISBN 978-3-540-59469-7。

[5] 「ラジオアイソトープ生産」ブルックヘブン国立研究所。2009年。2010年1月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。{{cite web}}: CS1 maint: bot: 元の URL ステータス不明 (リンク)

[6] 原子炉生成放射性同位元素マニュアル。ウィーン：IAEA。2003年。ISBN 92-0-101103-2。

[7] サイクロトロン生成放射性核種：物理的特性と製造方法。ウィーン：IAEA。2009年。ISBN 978-92-0-106908-5。

[8] 「モリブデン99の生産と供給」（PDF）。IAEA。2010年。2022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ（PDF）。2018年3月4日閲覧。

[9] Greenblatt, Jack A. (2009). 「安定同位体と放射性同位体: 産業と貿易の概要」(PDF)。米国産業局。米国国際貿易委員会。2022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。

[10] Rivard, Mark J.; Bobek, Leo M.; Butler, Ralph A.; Garland, Marc A.; Hill, David J.; Krieger, Jeanne K.; Muckerheide, James B.; Patton, Brad D.; Silberstein, Edward B. (2005 年 8 月). 「米国国家同位体プログラム: 現状と今後の成功に向けた戦略」(PDF) .応用放射線と同位体. 63 (2): 157– 178. doi :10.1016/j.apradiso.2005.03.004. 2022 年 10 月 9 日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。

[11] Branch, Doug (2012). 「プロセス測定における放射性同位元素」(PDF) . VEGA Controls. 2022年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) . 2018年3月4日閲覧。