キセノン133のソースを表示

{{Infobox 同位体
| alternate_names =キセノン133
| symbol =Xe
| mass_number =133
| mass =132.9059107(26)
| num_neutrons =79
| num_protons =54
| abundance =0
| halflife =5.2475
| error_halflife =0.0005 日
| background =#C9F
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| image_caption =
| decay_product =セシウム133
| decay_symbol =Cs
| decay_mass =133
| decay_mode1 =[[ベータ崩壊|β<sup>-</sup>]]
| decay_energy1 =0.346
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| decay_energy2 =
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| parent =キセノン133m
| parent_symbol =Xe
| parent_mass =133m
| parent_decay =[[核異性体転移|IT]]
| parent2 =ヨウ素133
| parent2_symbol =I
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| spin =3/2+
| excess_energy =−87643.6
| error1 =2.4
| binding_energy =
| error2 =
}}

'''キセノン133''' (Xenon-133・<sup>133</sup>Xe) とは、[[キセノンの同位体]]の1つ。

== 概要 ==
<sup>133</sup>Xeは[[キセノン]]の主要な[[放射性同位体]]の1つである。<sup>133</sup>Xeは5.248日の[[半減期]]をもち、[[ベータ崩壊]]によって427[[キロ|k]][[電子ボルト|eV]]のエネルギーを放出し、[[安定同位体]]である[[セシウム133|<sup>133</sup>Cs]]に[[放射性崩壊|崩壊]]する<ref name="NNDC">{{Wayback|url=http://www.nndc.bnl.gov/amdc/nubase/Nubase2003.pdf|title=The NUBASE evaluation of nuclear and decay properties ''National Nuclear Data Center''|date=20130812022908}}</ref>。

{{indent|<math>\mathrm{^{133}_{\ 54}Xe\ \xrightarrow[5.248 \ days]{\beta^-} \ ^{133}_{\ 55}Cs}</math>}}

<sup>133</sup>Xeは、一部の長寿命の半減期を持つと推定されている[[安定同位体]]を除けば、[[キセノン127|<sup>127</sup>Xe]]の36.35日、[[キセノン131m|<sup>131m</sup>Xe]]の11.9日に次いで半減期の長い放射性同位体である。また、<sup>133</sup>Xeには[[核異性体]]の[[キセノン133m|<sup>133m</sup>Xe]]があり、2.2日の半減期をもって[[核異性体転移]]をして<sup>133</sup>Xeになる。また、核分裂生成物の1つである[[ヨウ素133|<sup>133</sup>I]]は半減期21時間のベータ崩壊によって<sup>133</sup>Xeになる<ref name="NNDC"/>。

<sup>133</sup>Xeは通常自然界には存在しない同位体であるが、後述するとおり人為的な行動によって大気中に極微量含まれていることがある。

== 核分裂との関連 ==
[[File:ThermalFissionYield.svg|250px|thumb|right|核燃料として燃えた際の[[ウラン233|<sup>233</sup>U]]、[[ウラン235|<sup>235</sup>U]]、[[プルトニウム239|<sup>239</sup>Pu]]の核分裂生成物の[[収率]]のグラフ。<sup>133</sup>Xeは<sup>235</sup>Uおよび<sup>239</sup>Puの熱中性子における核分裂では<sup>133</sup>Csと共に最も生じやすい核種である。]]
[[File:Fukushima I reactor units 3 and 4 by Digital Globe.jpg|250px|thumb|right|<sup>133</sup>Xeは[[核分裂反応]]で生じる主要な核種であり、[[原子力事故]]の際に放出される[[放射性物質]]のかなりの量を占める。]]

<sup>133</sup>Xeは[[原子力発電所]]や[[核兵器]]における[[核分裂反応]]をする核燃料である[[ウラン235|<sup>235</sup>U]]や[[プルトニウム239|<sup>239</sup>Pu]]の主要な核分裂生成物である<ref>[http://wwwrcamnl.wr.usgs.gov/isoig/period/xe_iig.html Periodic Table--Xenon ''United States Geological Survey'']</ref>。核分裂反応の条件によって生じる[[核種]]の種類や割合には若干の差が生ずるが、<sup>133</sup>Xeは[[セシウム137|<sup>137</sup>Cs]]や<sup>131</sup>Iと同じくらい圧倒的な量が生成され、しかもキセノンは[[希ガス]]のためにほとんど[[化学反応]]をせず、[[単原子分子]]のために狭い隙間も通り抜けて大気中に容易に放出・拡散する。また、半減期が若干長いため時間が経っても残りやすく、[[原子力事故]]や[[核実験]]の際には測定の対象となりやすい核種である<ref name="ACA">[http://www.armscontrol.org/act/2006_11/tech A Technical Analysis: Deconstructing North Korea’s October 9 Nuclear Test ''Arms Control Association'']</ref>。

例えば、[[福島第一原子力発電所事故]]の際には、[[原子力安全・保安院]]の推定で1.1×10<sup>19</sup>[[ベクレル|Bq]]<ref name="meti">[http://warp.da.ndl.go.jp/collections/content/info:ndljp/pid/9395049/www.meti.go.jp/press/2011/06/20110606008/20110606008-2.pdf 東京電力株式会社福島第一原子力発電所の事故に係る１号機、２号機及び３号機の炉心の状態に関する評価について ''原子力安全・保安院'']</ref>、{{仮リンク|NILU|en|Norwegian Institute for Air Research}}のA. Stohlらの推定では1.24×10<sup>19</sup>Bq<ref name="ACP">[http://www.atmos-chem-phys.net/12/2313/2012/acp-12-2313-2012.pdf Xenon-133 and caesium-137 releases into the atmosphere from the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant: determination of the source term, atmospheric dispersion, and deposition ''Atmospheric Chemistry and Physics'']</ref>、{{仮リンク|ZAMG|de|Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik}}の推定で1.67×10<sup>19</sup>Bq<ref>[http://www.zamg.at/docs/aktuell/20111021_fukushima_review.pdf Reactor accident Fukushima – New international study on emissions of radioactive substances into the atmosphere ''Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik'']</ref>もの<sup>133</sup>Xeが放出されたと推定されている。<sup>133</sup>Xeは風によって数日で世界中へと拡散した<ref name="ACP"/>。このように多量に放出・拡散されやすい<sup>133</sup>Xeであるが、原子力事故の際に放射性物質による汚染や内部被曝などの影響を考慮する核種に<sup>133</sup>Xeは挙げられない。それは、<sup>133</sup>Xeが希ガスとしての性質を持つため、[[セシウム137|<sup>137</sup>Cs]]、[[ヨウ素131|<sup>131</sup>I]]、[[ストロンチウム90|<sup>90</sup>Sr]]などのような核種とは異なり、体内に蓄積しにくいためである。

{| class="wikitable" style="width:50%"
|+ 過去の[[原子力事故]]・[[核兵器]]における<sup>133</sup>Xeの放出量
|-
!  !! ×10<sup>17</sup>[[ベクレル|Bq]]
|-
| [[福島第一原子力発電所事故]] || 110<ref name="meti"/>
|-
| [[チェルノブイリ原子力発電所事故]] || 65<ref>[http://www.unscear.org/docs/reports/2008/11-80076_Report_2008_Annex_D.pdf Annex D. Health effects due to radiation from the Chernobyl accident ''United Nations'']</ref>
|-
| [[広島市への原子爆弾投下]] || 1.4<ref>{{Wayback|url=http://www.scopenvironment.org/downloadpubs/scope50/chapter01.html|title=SCOPE 50 - Radioecology after Chernobyl ''Scientific Committee on Problems of the Environment''|date=20160308080147}}</ref>
|-
| [[ウィンズケール原子炉火災事故]] || 1.2<ref>『Radioactive Releases in the Environment』Radioactive Releases in the Environment {{ISBN2|0859511820}}</ref>
|}

{| class="wikitable" style="width:50%"
|+ [[福島第一原子力発電所]]から放出された主要な放射性同位体の量<ref name="meti"/>
|-
! 核種 !! ×10<sup>15</sup>[[ベクレル|Bq]]
|-
| [[セシウム137|<sup>137</sup>Cs]] || 15
|-
| '''<sup>133</sup>Xe''' || 11000
|-
| [[セシウム134|<sup>134</sup>Cs]] || 18
|-
| [[ヨウ素131|<sup>131</sup>I]] || 160
|-
| [[ストロンチウム90|<sup>90</sup>Sr]] || 0.14
|-
| [[テルル132|<sup>132</sup>Te]] || 88
|}

また、[[朝鮮民主主義人民共和国|北朝鮮]]のような一部の国に対して、核実験を行ったかどうかの監視に[[キセノン135|<sup>135</sup>Xe]]と共に測定対象となっている<ref name="ACA"/>。[[北朝鮮の核実験 (2013年)|2013年の北朝鮮の核実験]]では、当初はもれ出た放射性物質の検出がされなかったが、実験から55日後に[[包括的核実験禁止条約機関]]が[[日本]]の[[高崎市]]および[[ロシア]]の[[ウスリースク]]に設置した検出器で、非常に微量であるが北朝鮮の核実験由来と推定される<sup>133</sup>Xeと<sup>131m</sup>Xeを検出している。その同位体比は実験から検出日までの日時と一致するものであった<ref>[https://www.mofa.go.jp/mofaj/files/000003794.pdf ＣＴＢＴＯによる２月１２日の北朝鮮により発表された核実験と一致する放射性核種の検知 ''外務省'']</ref><ref>[https://jp.reuters.com/article/topNews/idJPTYE93N00R20130424/ 2月の北朝鮮核実験で放出か、高崎で放射性ガスを観測]、ロイター、2013年4月24日</ref>。核兵器では燃料に[[ウラン]]と[[プルトニウム]]のどちらを用いるかによって若干放射性同位体の割合が変化し、その割合も良く知られているため、検出された<sup>133</sup>Xeと<sup>135</sup>Xeの量から、間接的にどの種類の核兵器を用いたかを推定する事が出来る<ref name="ACA"/>。

== 医学的用途 ==
<sup>133</sup>Xeは主に81.0keVの[[ガンマ線]]を放出するため、[[肺]]の換気機能や[[脳]]血流の機能を[[シンチグラフィ]]化するための検査用吸引ガスとして用いられる。肺から吸引した場合、体内を循環した<sup>133</sup>Xeの95%が肺から体外へと抜け出る。また、健常者5例による3.70×10<sup>8</sup>Bqの<sup>133</sup>Xeの吸入における空気による洗い出しの[[生物学的半減期]]は平均21秒である<ref>{{Wayback|url=http://database.japic.or.jp/pdf/newPINS/00001563.pdf|title=キセノン-１３３ＶＳＳ®ガス ''医薬品情報データベース''|date=20160822123706}}</ref><ref>{{Wayback|url=http://fri.fujifilm.co.jp/med/products/attach/diagnosis/brain/xe133/index.html|title=ジーナイガス®-Xe133 ''富士フイルムRIファーマ株式会社''|date=20160924070652}}</ref>。先述の通り<sup>133</sup>Xeは原子力発電所で大量に生成されるため、この用途のために原子炉から回収されている<ref>[http://periodic.lanl.gov/54.shtml Xenon ''Los Alamos National Laboratory'']</ref>。

== 出典 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
* [[キセノンの同位体]]
{{Isotope|element=キセノン
|lighter=[[キセノン132|<sup>132</sup>Xe]]
|heavier=[[キセノン134|<sup>134</sup>Xe]]
|before=[[ヨウ素133|<sup>133</sup>I]] ([[ベータ崩壊|β<sup>-</sup>]])<br/>[[キセノン133m|<sup>133m</sup>Xe]] ([[核異性体転移|IT]])
|after=[[セシウム133|<sup>133</sup>Cs]] (β<sup>-</sup>)
}}
{{DEFAULTSORT:きせのん133}}

[[Category:キセノンの同位体|133]]
[[Category:核分裂生成物]]
[[Category:放射線医学]]