セシウム137 （英 : caesium-137 , 137 Csセシウム の放射性同位体 であり、質量数 が137のものを指す。ウラン235 などの核分裂 によって生成する。
55
137
C
s
→
30.07
a
n
s
β
−
512.0
k
e
V
56
137
m
B
a
→
2.552
m
i
n
γ
661.7
k
e
V
56
137
B
a
{\displaystyle \mathrm {^{137}_{\ 55}Cs\ {\xrightarrow[{30.07\ ans}]{\beta ^{-}\ 512.0\ keV}}\ _{\ \ \ 56}^{137m}Ba\ {\xrightarrow[{2.552\ min}]{\gamma \ 661.7\ keV}}\ _{\ 56}^{137}Ba} }
30.1年の半減期を持ち[ 2] ベータ崩壊 によりバリウム137 の準安定同位体 、すなわちバリウム137m (137m Ba, Ba-137m) になる（95 %の崩壊がこの同位体を作り、残りの5 %が基底状態の同位体を作る）。バリウム137mの半減期は約2.55分で、これはすべて核異性体転移 によるものである。1 gのセシウム137の放射能 の量は 3.215 TBq である。
バリウム137mの光子 エネルギーは662 keV である。これらの光子は食品照射 や癌 の放射線療法 に使われる。セシウム137は反応性が高く、扱いにくいので、工業用のX線撮影 にはあまり使われない。セシウム塩が水に非常に溶けやすいことも、扱いを難しくしている。コバルト60 60 Co[ 3]
セシウム137のγスペクトル：660 keV γ- と 30 keV Ba Kα線 ネバダ核実験場 でのアメリカの核実験後での堆積物のうち、最もセシウム137が含まれていた10回の爆発。Simon とHarry という爆発実験は1953年のアップショット・ノットホール作戦 のもので、George とHow は1952年のタンブラー・スナッパー作戦 のものである。セシウム137は、1945年広島・長崎への原子爆弾投下によって地球上に放出され、1940年代〜1960年代のアメリカ・ソ連の核実験 、1954年ごろからの大規模な水爆実験や核事故 で高濃度に放出された。チェルノブイリ原子力発電所事故 においても大量に放出され、2005年現在、セシウム137はチェルノブイリ原子力発電所 周辺の放射線汚染地域での、主な放射線源である。原子炉内部の物質が環境中に放出されたとき、セシウム134 、ヨウ素131 、ストロンチウム90 、プルトニウム とともに、セシウム137は健康への影響が最も大きい放射性同位体の1つである[要出典 。
チェルノブイリ事故以後のドイツ全土について平均してみると、セシウム137による汚染は、平均で2000-4000 Bq/m2 となっている[要出典 。これは1 mg/km2 に相当し、500 gのセシウム137がドイツ全土にばらまかれたことになる。
セシウム137は、ほぼ全て人為的に生成された核種である。非人為的には、極めて低い確率で起こる天然ウランの自発核分裂 で痕跡量が生成する程度である。そのため、核実験 が始まる以前には自然環境中に殆ど存在していなかった。この同位体から放出される特性γ線を観測することにより、密封容器の内容物が核実験の幕開け以前に製造されたものかどうか判別することができる。この手順は、高級ワインが偽物であるかどうかの鑑定のため、特にジェファーソン・ボトル事件 などで用いられた。
ウラン235の熱中性子核分裂において直接生成する場合の核分裂収率 は、セシウム137は0.06 %に過ぎないが、ヨウ素137（半減期24.5秒）は2.6 %、キセノン137（半減期3.82分）は3.2 %生成し、その他テルル137（半減期2.5分、0.39 %）なども含めて、これら短寿命核種がベータ崩壊してセシウム137となるため、累積の核分裂収率は6.2 %となる[ 4]
海洋中では水深約200 m付近にある水温躍層（温度変化の急激な変化点）より浅い海域に多く存在し、濃度は比較的均一である。つまり、水温躍層が一種のバリヤ的機能を果たしている。生物濃縮 により魚食性の高い魚種での高い濃縮度を示すデータが得られている[ 5]
セシウム137に限らず、セシウムの化合物は多くが水溶性であり、体内に取り込まれやすいが、同時に排泄されやすい性質も持つ[ 6] カリウム やルビジウム に似ている。取り込まれたセシウムは体内を循環し、ベータ線による内部被ばくを起こす[要出典 。福島第一原発事故の後安楽死させた牛の調査によれば、
臓器中の放射性セシウム濃度は血液中の放射性セシウムに比例し、骨格筋で最も高く血中の約21.3倍であった。母牛と胎児・子牛の組の比較では臓器によらず胎児の放射性セシウム濃度は母牛の1.2倍、子牛では1.5倍になっていた[ 7]
ヒトにおける体から排泄されることによる生物学的半減期 は平均70日である[ 8] [ 9] [ 8] [ 10]
多量のセシウム137を摂取した場合の治療薬としてプルシアンブルー （紺青、ヘキサシアノ鉄(II)酸鉄(III)）が用いられる[ 11] 腸肝循環 に入ったセシウムの再吸収を防いで排出させやすくする[ 12] [ 12] 低カリウム血症 や消化管の蠕動運動の不調による滞留の長期化、鉄の過剰蓄積に注意する必要がある[ 13] [ 14] [ 13]
放射能汚染 の原因となる主要三核種の一つである[ 注釈 1]
経口で10000 Bq を摂取した時の実効線量は0.13 mSv とされ、1 mの距離に1.00 MBqの線源があった場合、ガンマ線 によって1日に1.9 µSvの外部被曝を受ける[ 16]
世界保健機関 (WHO) の飲料水中の放射性核種のガイダンスレベルは、平常時の値は10 Bq/Lで原子力危機時の誘導介入レベル[ 注釈 2] 国際原子力機関 は介入レベル[ 注釈 3] [ 17] 2011年東北地方太平洋沖地震 における福島第一原子力発電所事故 を受けて、放射性セシウムの飲料水中及び牛乳・乳製品中の暫定規制値を200 Bq/kgと定めた[ 18] [ 19] 福島第一原子力発電所事故の影響 食品中の放射性物質に対する規制の節 参照。
セシウム137の重量あたりの蓄積量は、子供は心筋・甲状腺において大人のおよそ3倍、その他の臓器ではおよそ2倍とされている[ 20] [ 21]
心筋 細胞等にセシウム137が過剰に蓄積しやすく、心筋障害や不整脈 などの心臓疾患 が惹起されやすいことが指摘されている[ 22] [信頼性要検証 [ 23] ユーリ・バンダジェフスキー 」を参照のこと。
チェルノブイリ原子力発電所事故 後に作業員や住民にみられる免疫 機能が低下するチェルノブイリ・エイズ の発生機序について、セシウム137による内部被曝で胸腺 が破壊され、ヘルパーT細胞 を含むリンパ球 のT細胞 系が作れなくなり、B細胞 に抗体 グロブリン を作るように命令してくれるはずのT細胞が存在しないので、血中の免疫グロブリン の数が激減してしまう、等と述べられている[ 24] チェルノブイリ・エイズ 」を参照のこと。
胸腺は放射線 や副腎皮質ホルモン などに暴露されると萎縮するが特にT細胞を盛んに産出している時期は感受性が高い。胸腺中のリンパ球が最も多いのは思春期 （10代前後）でピーク時の胸腺は30～40gに達する。その後は急速に萎縮し脂肪組織 に置き換わる。そのため胸腺は最も老化 の早い器官 [ 25] T細胞 のプールができ、末梢でもリンパ球が生理的増殖を行うようになるからである[ 25] 胸腺 」を参照のこと。
前述のとおり人為的生成核種であり、原子力事故 による漏洩が支配的である。原子力発電所 などの原子力関連施設 からの漏洩によるもののほか、一般に、放射性物質を不適切に管理すると、外部へ持ち出される恐れがある。その際に一般市民が被曝した事故としてゴイアニア被曝事故 がある。
また、原料に混入すると、放射性物質を含む製品を生産することになる。アセリノックス事故 （英語版 ） [ 26] [ 27] [ 28]
^ ほかの主要三核種はヨウ素131 、セシウム134 である。三核種は軽いため飛び散りやすく、人体に摂取されやすい水溶性 である[ 15]
^ 介入レベルを超えないように環境汚染物質や汚染食品の摂取、流通を制限するため、二次的に設定される制限レベル、「暫定規制値」とも言う。
^ 敷地外の一般公衆が過度の被ばくを生ずる恐れのある場合は、実行可能な限り被ばく低減のための対策をとることが必要となるため、その判断の基礎となる線量。
^ The Lund/LBNL Nuclear Data Search. “Nuclide Table ”. 2009年3月14日 閲覧。 ^ “Properties of Caesium-137 isotope ”. Wolfram Alpha LLC (Retrieved 10 September 2010). 2011年3月15日 閲覧。 ^ “アーカイブされたコピー ”. 2016年3月29日時点のオリジナル よりアーカイブ。2011年3月20日 閲覧。 ^ Fission Product Yields per 100 Fissions for 235U Thermal Neutron Induced Fission Decay, T.R. England and B.F. Rider, LA-UR-94-3106, ENDF-349
^ 海産生物と放射能―特に海産魚中の137Cs濃度に影響を与える要因について 笠松 不二男 (財) 海洋生物環境研究所 ^ “環境省_内部被ばくと放射性物質 ”. www.env.go.jp . 2023年11月20日 閲覧。 ^ 福島原発事故での警戒区域内に残された牛の調査 (Distribution of Artificial Radionuclides in Abandoned Cattle in the Evacuation Zone of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant)「PLOS ONE」2013年1月 [1]
^ a b McCraw, T. F. (1965). “The half-time of cesium 137 in man” . Radiological Health Data and Reports 6 (12): 711–718. PMID 5853185 . http://www.hss.energy.gov/HealthSafety/IHS/marshall/collection/data/ihp1d/5567f.pdf .
^ Nave, R. “Biological Half-life ”. HyperPhysics . Department of Physics and Astronomy, Georgia State University. 2011年3月15日 閲覧。 ^ Fisher, Darrell. “Answer to Question #560 Submitted to "Ask the Experts" ”. Health Physics Society. 2013年1月5日 閲覧。 ^ CDC (2010年). “Fact Sheet Prussian Blue ”. Emergency Preparedness and Response . Centers for Disease Control and Prevention. 2013年10月20日時点のオリジナル よりアーカイブ。2013年1月5日 閲覧。 ^ a b 緊急被ばく医療研究センター. “プルシアンブルー使用に関する注意喚起 ”. 放射線医学総合研究所. 2013年1月5日 閲覧。
^ a b “ラディオガルダーゼカプセル500mg 添付文書 ” (2012年12月). 2016年6月27日 閲覧。
^ Bailey, M.; Bexon A.; Etherington, G.; Fielder, R.; Haywood, S.; Lloyd, D.; McColl, N.; Meara, J.; Morrey, M.; Shutt, A.; Walker, K.; Astbury, J.; Howard, J.; Croft, J.; Field, J.; Walker, H.; Buxton, C.; Campbell, A.; Milner, R.; Napier, I.; Wright, T.; Ross, A. (2010). Use of Prussian Blue (Ferric Hexacyanoferrate) for Decorporation of Radiocaesium . http://www.hpa.org.uk/webc/HPAwebFile/HPAweb_C/1287146529825 ^ 高田純 『放射線防護の基礎知識』イーグルパブリシング 、2011年、102-103頁。^ “原子力資料情報室 ”. Citizens' Nuclear Information Center. 2011年3月19日 閲覧。 ^ 世界保健機関 (2011年3月31日). “水道水汚染について ” (pdf). 2011年4月4日 閲覧。 ^ 厚生労働省 (2011年3月17日). “放射能汚染された食品の取り扱いについて ” (pdf). 2011年3月29日 閲覧。 ^ 財団法人高度情報科学技術研究機構 (2010年12月). “＜大項目＞ 放射線影響と放射線防護＜中項目＞ 原子力施設による健康影響＜小項目＞ 放射線事故対策＜タイトル＞飲食物摂取制限 (09-03-03-06) ”. 2011年4月4日 閲覧。 ^ Bandazhevsky, Y. I. (2003). “Chronic Cs-137 incorporation in children’s organs” . Swiss Medical Weekly 133 : 488–490. PMID 14652805 . http://www.smw.ch/docs/pdf200x/2003/35/smw-10226.pdf . ^ 崎山比早子 「放射能セシウム汚染とこどもの被曝 」『科学』第81巻第7号、2011年、695–698頁。 ^ ユーリ・バンダジェフスキー 著、久保田護 訳『放射性セシウムが人体に与える 医学的生物学的影響: チェルノブイリ・原発事故被曝の病理データ』合同出版、2011年12月13日。ISBN 978-4772610476 。 ^ Non cancer illnesses and conditions in areas of Belarus contaminated by radioactivity from the Chernobyl Accident Prof. Yuri Bandashevsky Proceedings of 2009 ECRR Conference Lesvos Greece ^ Chernobyl: Consequences of the Catastrophe for People and the Environment (PDF ) （英語） ^ a b 菊地浩吉,上出利光『医科免疫学』26-28
^ “Radioactive Scrap Metal ”. NuclearPolicy.com . Nuclear Free Local Authorities. 2007年3月21日時点のオリジナル よりアーカイブ。2011年3月15日 閲覧。 ^ LaForge, J. M. (1999). “Radioactive Caesium Spill Cooks Europe” . Earth Island Journal (Earth Island Institute) 14 (1). オリジナル の2008年9月5日時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20080905135613/http://www.earthislandprojects.org/eijournal/winter99/wr_winter99cesium.html . ^ “Chinese 'find' radioactive ball ”. BBC News (27 March 2009). 2011年3月15日 閲覧。
![{\displaystyle \mathrm {^{137}_{\ 55}Cs\ {\xrightarrow[{30.07\ ans}]{\beta ^{-}\ 512.0\ keV}}\ _{\ \ \ 56}^{137m}Ba\ {\xrightarrow[{2.552\ min}]{\gamma \ 661.7\ keV}}\ _{\ 56}^{137}Ba} }](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/cae49ba1b53f232279e681d2a711c8f227a88e9d)
