放射線Ｑ＆Ａー放射性元素と核種（もっと詳しく知りたい方のために）

詳細: 2011年4月03日（日曜）11:24に公開; 作者: 坂東昌子

	放射性元素では、この頃マスコミでよく聞くのは、ヨウ素とかセシウムとか、プルトニウムとか…」
	「あ、それね。気を付けないといけないのは、ヨウ素というだけでは、放射性元素かどうかわからないのよ。同じ元素でも性質の違う元素を同位元素といいます。」

「ん？今、福島の原発からの放射性物質が散らばっていて、そこにヨウ素があると言っています。それって、体の中に入ってくると危険なのではないのですか？特に、乳児とか幼児とかの成長期になる子どもには…。ちょっとヨウ素のことを例にとって説明してくれませんか。」

「ヨウ素にもいろいろあるの。原子核は陽子と中性子の集まりだっていいましたね。ヨウ素という名前は、そこに含まれている陽子の数で決まります。」

「そうか、そうすると、元素の名前を見て分かることは、陽子の数なのですね。」

＜ヨウ素の同位元素一覧（出典：Wikipedia）＞

同位体核種	Z(p)	N(n)	同位体質量 (u)	半減期	核スピン数	天然存在比	天然存在比 (範囲)
同位体核種	励起エネルギー			半減期	核スピン数	天然存在比	天然存在比 (範囲)
¹⁰⁸I	53	55	107.94348(39)#	36(6) ms	(1)#
¹⁰⁹I	53	56	108.93815(11)	103(5) µs	(5/2+)
¹¹⁰I	53	57	109.93524(33)#	650(20) ms	1+#
¹¹¹I	53	58	110.93028(32)#	2.5(2) s	(5/2+)#
¹¹²I	53	59	111.92797(23)#	3.42(11) s
¹¹³I	53	60	112.92364(6)	6.6(2) s	5/2+#
¹¹⁴I	53	61	113.92185(32)#	2.1(2) s	1+
^114mI	265.9(5) keV			6.2(5) s	(7)
¹¹⁵I	53	62	114.91805(3)	1.3(2) min	(5/2+)#
¹¹⁶I	53	63	115.91681(10)	2.91(15) s	1+
^116mI	400(50)# keV			3.27(16) µs	(7-)
¹¹⁷I	53	64	116.91365(3)	2.22(4) min	(5/2)+
¹¹⁸I	53	65	117.913074(21)	13.7(5) min	2-
^118mI	190.1(10) keV			8.5(5) min	(7-)
¹¹⁹I	53	66	118.91007(3)	19.1(4) min	5/2+
¹²⁰I	53	67	119.910048(19)	81.6(2) min	2-
^120m1I	72.61(9) keV			228(15) ns	(1+,2+,3+)
^120m2I	320(15) keV			53(4) min	(7-)
¹²¹I	53	68	120.907367(11)	2.12(1) h	5/2+
^121mI	2376.9(4) keV			9.0(15) µs
¹²²I	53	69	121.907589(6)	3.63(6) min	1+
¹²³I	53	70	122.905589(4)	13.2235(19) h	5/2+
¹²⁴I	53	71	123.9062099(25)	4.1760(3) d	2-
¹²⁵I	53	72	124.9046302(16)	59.400(10) d	5/2+
¹²⁶I	53	73	125.905624(4)	12.93(5) d	2-
¹²⁷I	53	74	126.904473(4)	STABLE	5/2+	1.0000
¹²⁸I	53	75	127.905809(4)	24.99(2) min	1+
^128m1I	137.850(4) keV			845(20) ns	4-
^128m2I	167.367(5) keV			175(15) ns	(6)-
¹²⁹I	53	76	128.904988(3)	1.57(4)E+7 y	7/2+
¹³⁰I	53	77	129.906674(3)	12.36(1) h	5+
^130m1I	39.9525(13) keV			8.84(6) min	2+
^130m2I	69.5865(7) keV			133(7) ns	(6)-
^130m3I	82.3960(19) keV			315(15) ns	-
^130m4I	85.1099(10) keV			254(4) ns	(6)-
¹³¹I	53	78	130.9061246(12)	8.02070(11) d	7/2+
¹³²I	53	79	131.907997(6)	2.295(13) h	4+
^132mI	104(12) keV			1.387(15) h	(8-)
¹³³I	53	80	132.907797(5)	20.8(1) h	7/2+
^133m1I	1634.174(17) keV			9(2) s	(19/2-)
^133m2I	1729.160(17) keV			~170 ns	(15/2-)
¹³⁴I	53	81	133.909744(9)	52.5(2) min	(4)+
^134mI	316.49(22) keV			3.52(4) min	(8)-
¹³⁵I	53	82	134.910048(8)	6.57(2) h	7/2+
¹³⁶I	53	83	135.91465(5)	83.4(10) s	(1-)
^136mI	650(120) keV			46.9(10) s	(6-)
¹³⁷I	53	84	136.917871(30)	24.13(12) s	(7/2+)
¹³⁸I	53	85	137.92235(9)	6.23(3) s	(2-)
¹³⁹I	53	86	138.92610(3)	2.282(10) s	7/2+#
¹⁴⁰I	53		139.93100(21)#	860(40) ms	(3)(-#)
¹⁴¹I	53	88	140.93503(21)#	430(20) ms	7/2+#
¹⁴²I	53		141.94018(43)#	~200 ms	2-#
¹⁴³I	53	90	142.94456(43)#	100# ms [>300 ns]	7/2+#
¹⁴⁴I	53	91	143.94999(54)#	50# ms [>300 ns]	1-#

「そうよ。だから、ちゃんと原子核を区別するには、そこに中性子がいくつあるか、その数を知る必要があるのよ。」

「例えば・・表を見るとヨウ素は37種類ありますね？ええーっと・・・中性子の個数は、55個、56個、57個・・・・ワ―、91個まであるみたい！」

「だから、中性子の数も表記してヨウ素を表さないといけないの。で、普通は陽子と中性子の数を足した総数で区別するのよ。」

「どうしてですか。」

「それはね。このヨウ素108の質量をみてごらんなさいな。ほぼ108ですね。これは陽子や中性子の質量を1として何倍になるかという値なの。陽子も中性子も、ほぼ同じ質量なので、このヨウ素108の質量は、陽子の数53と中性子の数55を足した数108とほとんど同じになるのよ。」

「あ、そうか、ほんとだ。この名前の番号は、ヨウ素の体重を表しているようなものか。」

「そうなのよ。体重108のヨウ素、体重127のヨウ素ということよ。」

「やだなあ。わざわざ体重を書くのか。プライバシィの侵害だな！あ、この最初に書いてある数字が総数だから、質量（まあ、体重ですね）がだいたいどれくらいかを表しているのですね。例えば、ヨウ素127というのは、質量127で、陽子53個だから、中性子は74個ということかな？」

「そういうこと。それで、原子核を区別するために、核種という言葉が出てくるのよ。この時はヨウ素という家族名だけでなく、体重も示して区別するのよ。だから、総数のことを『質量数』ともいうのよ。これでこの原子核の性質がわかるわけです。」

「そうか、ヨウ素というのは化学反応では同じ性質でも、原子核の性質は全然違うものがあるのか。だから放射線のことを気にするのなら、核種で区別しておかないといけないわけですね。」

「そうそう、ちょっとみてごらん。このヨウ素127のところには、stable って書いてあるでしょう？これは、放射線を出さない原子核なのよ。」

「あ、そうか、ヨウ素という家族の中には、丁度釣り合いのいい安定家族の構成があるのですね。」

「そうそう、で、中性子が、増えてくると・・たいてい無理矢理に入ってくるのだけど、中でもめて、出ていけといわれるわけよ。出ていくときにすごいエネルギーを持って出ていくので、これが放射線ってわけよ。」

「出ていくと、その後は安定な家族構成になるのですね。原子核の中の中性子の数がいい釣り合いの核種が安定ってことですね。そうでないのは不安定で、放射線を出すというわけですか。どれが安定かどうかわかりますか？」

「放射線Ｑ＆Ａー半減期って？」へ続く（文責：坂東昌子・中野享香）

放射線Ｑ＆Ａ ー 放射性元素と核種（もっと詳しく知りたい方のために）

放射線Ｑ＆Ａー放射性元素と核種（もっと詳しく知りたい方のために）