ポロニウム

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ビスマス ポロニウム アスタチン
Te

Po

Lv
Element 1: 水素 (H), 非金属
Element 2: ヘリウム (He), 希ガス
Element 3: リチウム (Li), アルカリ金属
Element 4: ベリリウム (Be), 卑金属
Element 5: ホウ素 (B), 金属
Element 6: 炭素 (C), 非金属
Element 7: 窒素 (N), 非金属
Element 8: 酸素 (O), 非金属
Element 9: フッ素 (F), ハロゲン
Element 10: ネオン (Ne), 希ガス
Element 11: ナトリウム (Na), アルカリ金属
Element 12: マグネシウム (Mg), 卑金属
Element 13: アルミニウム (Al), 卑金属
Element 14: ケイ素 (Si), 金属
Element 15: リン (P), 非金属
Element 16: 硫黄 (S), 非金属
Element 17: 塩素 (Cl), ハロゲン
Element 18: アルゴン (Ar), 希ガス
Element 19: カリウム (K), アルカリ金属
Element 20: カルシウム (Ca), アルカリ土類金属
Element 21: スカンジウム (Sc), 遷移金属
Element 22: チタン (Ti), 遷移金属
Element 23: バナジウム (V), 遷移金属
Element 24: クロム (Cr), 遷移金属
Element 25: マンガン (Mn), 遷移金属
Element 26: 鉄 (Fe), 遷移金属
Element 27: コバルト (Co), 遷移金属
Element 28: ニッケル (Ni), 遷移金属
Element 29: 銅 (Cu), 遷移金属
Element 30: 亜鉛 (Zn), 卑金属
Element 31: ガリウム (Ga), 卑金属
Element 32: ゲルマニウム (Ge), 金属
Element 33: ヒ素 (As), 金属
Element 34: セレン (Se), 非金属
Element 35: 臭素 (Br), ハロゲン
Element 36: クリプトン (Kr), 希ガス
Element 37: ルビジウム (Rb), アルカリ金属
Element 38: ストロンチウム (Sr), アルカリ土類金属
Element 39: イットリウム (Y), 遷移金属
Element 40: ジルコニウム (Zr), 遷移金属
Element 41: ニオブ (Nb), 遷移金属
Element 42: モリブデン (Mo), 遷移金属
Element 43: テクネチウム (Tc), 遷移金属
Element 44: ルテニウム (Ru), 遷移金属
Element 45: ロジウム (Rh), 遷移金属
Element 46: パラジウム (Pd), 遷移金属
Element 47: 銀 (Ag), 遷移金属
Element 48: カドミウム (Cd), 卑金属
Element 49: インジウム (In), 卑金属
Element 50: スズ (Sn), 卑金属
Element 51: アンチモン (Sb), 金属
Element 52: テルル (Te), 金属
Element 53: ヨウ素 (I), ハロゲン
Element 54: キセノン (Xe), 希ガス
Element 55: セシウム (Cs), アルカリ金属
Element 56: バリウム (Ba), アルカリ土類金属
Element 57: ランタン (La), ランタノイド
Element 58: セリウム (Ce), ランタノイド
Element 59: プラセオジム (Pr), ランタノイド
Element 60: ネオジム (Nd), ランタノイド
Element 61: プロメチウム (Pm), ランタノイド
Element 62: サマリウム (Sm), ランタノイド
Element 63: ユウロピウム (Eu), ランタノイド
Element 64: ガドリニウム (Gd), ランタノイド
Element 65: テルビウム (Tb), ランタノイド
Element 66: ジスプロシウム (Dy), ランタノイド
Element 67: ホルミウム (Ho), ランタノイド
Element 68: エルビウム (Er), ランタノイド
Element 69: ツリウム (Tm), ランタノイド
Element 70: イッテルビウム (Yb), ランタノイド
Element 71: ルテチウム (Lu), ランタノイド
Element 72: ハフニウム (Hf), 遷移金属
Element 73: タンタル (Ta), 遷移金属
Element 74: タングステン (W), 遷移金属
Element 75: レニウム (Re), 遷移金属
Element 76: オスミウム (Os), 遷移金属
Element 77: イリジウム (Ir), 遷移金属
Element 78: 白金 (Pt), 遷移金属
Element 79: 金 (Au), 遷移金属
Element 80: 水銀 (Hg), 卑金属
Element 81: タリウム (Tl), 卑金属
Element 82: 鉛 (Pb), 卑金属
Element 83: ビスマス (Bi), 卑金属
Element 84: ポロニウム (Po), 金属
Element 85: アスタチン (At), ハロゲン
Element 86: ラドン (Rn), 希ガス
Element 87: フランシウム (Fr), アルカリ金属
Element 88: ラジウム (Ra), アルカリ土類金属
Element 89: アクチニウム (Ac), アクチノイド
Element 90: トリウム (Th), アクチノイド
Element 91: プロトアクチニウム (Pa), アクチノイド
Element 92: ウラン (U), アクチノイド
Element 93: ネプツニウム (Np), アクチノイド
Element 94: プルトニウム (Pu), アクチノイド
Element 95: アメリシウム (Am), アクチノイド
Element 96: キュリウム (Cm), アクチノイド
Element 97: バークリウム (Bk), アクチノイド
Element 98: カリホルニウム (Cf), アクチノイド
Element 99: アインスタイニウム (Es), アクチノイド
Element 100: フェルミウム (Fm), アクチノイド
Element 101: メンデレビウム (Md), アクチノイド
Element 102: ノーベリウム (No), アクチノイド
Element 103: ローレンシウム (Lr), アクチノイド
Element 104: ラザホージウム (Rf), 遷移金属
Element 105: ドブニウム (Db), 遷移金属
Element 106: シーボーギウム (Sg), 遷移金属
Element 107: ボーリウム (Bh), 遷移金属
Element 108: ハッシウム (Hs), 遷移金属
Element 109: マイトネリウム (Mt), 遷移金属
Element 110: ダームスタチウム (Ds), 遷移金属
Element 111: レントゲニウム (Rg), 遷移金属
Element 112: コペルニシウム (Cn), 卑金属
Element 113: ウンウントリウム (Uut), 卑金属
Element 114: フレロビウム (Fl), 卑金属
Element 115: ウンウンペンチウム (Uup), 卑金属
Element 116: リバモリウム (Lv), 卑金属
Element 117: ウンウンセプチウム (Uus), ハロゲン
Element 118: ウンウンオクチウム (Uuo), 希ガス
Polonium has a cubic crystal structure
84Po
外見
銀白色
一般特性
名称, 記号, 番号 ポロニウム, Po, 84
分類 半金属
, 周期, ブロック 16, 6, p
原子量 (209)
電子配置 [Xe] 6s2 4f14 5d10 6p4
電子殻 2, 8, 18, 32, 18, 6(画像
物理特性
固体
密度室温付近) (α) 9.196 g·cm-3
密度室温付近) (β) 9.398 g·cm-3
融点 527 K, 254 °C, 489 °F
沸点 1235 K, 962 °C, 1764 °F
融解熱 ca. 13 kJ·mol-1
蒸発熱 102.91 kJ·mol-1
熱容量 (25 °C) 26.4 J·mol-1·K-1
蒸気圧
圧力 (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
温度 (K) (846) 1003 1236
原子特性
酸化数 6, 4, 2, -2
両性酸化物
電気陰性度 2.0(ポーリングの値)
イオン化エネルギー 1st: 812.1 kJ·mol-1
原子半径 168 pm
共有結合半径 140 ± 4 pm
ファンデルワールス半径 197 pm
その他
結晶構造 立方晶系
磁性 反磁性
電気抵抗率 (0 °C) (α) 0.40 µΩ·m
熱伝導率 (300 K) ? 20 W·m-1·K-1
熱膨張率 (25 °C) 23.5 µm·m-1·K-1
CAS登録番号 7440-08-6
最安定同位体
詳細はポロニウムの同位体を参照
同位体 NA 半減期 DM DE (MeV) DP
208Po syn 2.898 y α 5.215 204Pb
ε, β+ 1.401 208Bi
209Po syn 103 y α 4.979 205Pb
ε, β+ 1.893 209Bi
210Po trace 138.376 d α 5.307 206Pb

ポロニウム: polonium)は原子番号84の元素元素記号Po。漢字では安定同位体は存在しない。第16族元素の一つ。銀白色の金属(半金属)。常温常圧で安定な結晶構造は、単純立方晶 (α-Po)。36 °C以上で立方晶から菱面体晶 (β-Po) に構造相転移する。

特徴[編集]

昇華性があり、化学的性質は、テルルビスマスに類似する。に溶けない。塩酸にはゆっくり溶ける。硫酸硝酸には易溶、アルカリにはわずかに溶ける。酸化数は、−2, +2, +4, +6価を取り得る(+4価が安定)。

ウラン系列の過程でラドン222が崩壊することによってポロニウム218が生じ、更にこれが崩壊していく過程でポロニウム214、ポロニウム210が生じる。自然界に存在するポロニウムでは、ポロニウム210の半減期が138.4日と一番長い。人工的に作られるポロニウム209半減期は102年である。全ての同位体が強力な放射能を持っている。

マリ・キュリーがポロニウムの存在を示唆した際に、ポロニウムを含む精製物がウランの300倍の放射活性を持つと記した表現[1]が一人歩きして、ウランの300~330倍の強さの放射能を持つという表現がされることが多いが、実際にはウランの100億倍の比放射能(単位質量当りの放射能の強さ (Bq/mol, Bq/g))を有し、ごく微量でも強い放射能を持つ(ただし、逆に自然界にはウランの100億分の1程度しか存在しない)。このため、昇華性のあるポロニウムは内部被曝の危険が大きいため、厳重な管理の下で取り扱われなければならない。しかし、ポロニウムが発するα線自体は皮膚の角質層を透過できないため、ポロニウムを体内に取り込まない外部被曝に関しては危険性は少ないともいえる。

アルファ線源や原子力電池に加えてベリリウムと組み合わせて中性子発生源として核兵器起爆装置にも使われる。

歴史[編集]

1869年、周期表を発表したドミトリ・メンデレーエフは未発見の第84番元素が存在すると予言、テルルの一つ下に位置する元素であることから、サンスクリット語で「1」を意味する「エカ」をテルルにかぶせエカテルルと仮に名付けた。原子量を約212と予測している。

1898年7月、ピエール・キュリーとマリー・キュリーがウラン鉱石から発見[2]。発見者は当時、祖国ポーランドをロシア帝国から解放する運動に強い関心を寄せていたことから、祖国の名である「Polonia」(ラテン語)が元素名の語源となった[2]。1896年にアンリ・ベクレルによる放射能の発見を受け、まず放射能を測定する機器を開発する。ピエール・キュリーの考案した圧電気計を改良し、ウランを中心に放射能を測定する。ウラン鉱石(ピッチブレンド)を測定したところ、ピッチブレンドに含まれるウランの濃度から計算した放射線より少なくとも4倍の線量を検出した。このため、ウランとは異なる未知の放射性元素が含まれているのではないかと推論した。しかしながら、ピッチブレンドは高価であり、新元素を単離するだけの分量が入手できなかった。オーストリア政府に頼み込んだ結果、ヨアヒムスタール鉱山から採掘したウラン鉱の残りかすを数トン入手できた。ポロニウムの分離には数か月を要したという。12月にはラジウムも発見した。

ポロニウムは強いアルファ線を放出するため発熱する。1 gのポロニウム塊はアルファ崩壊熱により500 °Cに達し、520 kJの熱を放出する。この特性から、人工衛星用原子力電池の熱源として利用された[3](実際のところは、発熱体としては 238Pu の優秀性が際立っている)。

暗殺の手段として[編集]

2006年11月にイギリスで発生した、元ロシア連邦保安庁 (FSB) 情報部員アレクサンドル・リトビネンコの不審死事件で、ポロニウム210が被害者の尿から検出されたことが明らかになった(死因は体内被曝による多臓器不全と推測され、暗殺その他の謀略死の可能性が広く指摘されている。なお、事件の詳細は当人の項参照)。ロシア運輸省は航空機から基準値を超える放射線を検出したと発表したが、その後の調査で基準値の範囲内であると判明した。

2004年11月に死去したPLO執行委員会議長ヤーセル・アラファートの死因も当初不明とされたが、その後病院で使用していた衣類よりポロニウム210が検出されたことより、ポロニウムによる暗殺が疑われている[4]

ポロニウム210は99.99876%アルファ崩壊のみで崩壊し、崩壊過程でガンマ線の放射を0.00123%しか伴わない[5](殆どのアルファ崩壊はガンマ線の放射を伴う)。アルファ線は紙一枚で遮蔽されるために、容器に入ったポロニウム210(が微量仕込まれた食品等)を、ガンマ線計測により検出することは不可能であり、運搬者が被曝しない点でも放射性暗殺用薬物として適した特徴がある。

同位体[編集]

ポロニウムには安定同位体が存在せず、すべてが放射性である。ポロニウム194からポロニウム220までの質量範囲がある。主な同位体は、加速器で生成されるポロニウム208(半減期2.898年)、ポロニウム209(半減期102年)、自然界に存在するポロニウム210(半減期138.376日)がある。

ポロニウム210[編集]

ポロニウム210は自然界に存在するポロニウムの同位体のうち一番長い半減期(138.376日)を持つ。1 mgにつき5 gのラジウムとほぼ同数のα粒子を放射する。1 gのポロニウム210のアルファ線は、熱エネルギーを140ワット生成する。

発生[編集]

自然界ではウラン鉱に極微量に存在するだけの非常に稀な元素であり、ラドン222から崩壊するポロニウム218などがある。1934年に実験が行われ、天然のビスマス209に中性子を照射することでビスマス210が生成し、そのビスマス210が崩壊しポロニウムが発生することが判明した。

出典[編集]

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  1. ^ Nanny Fröman, Marie and Pierre Curie and the Discovery of Polonium and Radium, Nobelprize.org, December 1, 1996.
  2. ^ a b 桜井弘 『元素111の新知識』 講談社1998年、344~345頁。ISBN 4-06-257192-7 
  3. ^ John Emsley (2001), "Nature's Building Blocks", Oxford University Press, p.331 ISBN 0-19-850340-7
  4. ^ アラファト氏は毒殺? 中東TV 衣類に放射性物質と報道『中国新聞』2012年7月5日 17版 国際・総合
  5. ^ Table de Radionucléides

関連項目[編集]