セシウム Cs

発見の歴史

セシウムは分光器によって発見された最初の元素です。1860年、ハイデルベルクのロベルト・ブンゼンとグスタフ・キルヒホフは、デュルクハイムの鉱泉水を蒸発させ、その残留物を炎に入れて光を調べました。

彼らは、既知のどの元素とも一致しない2本の明るい青い線を見ました。この元素はきわめて薄く、数グラムの塩を得るために何万リットルもの水を濃縮しなければなりませんでしたが、スペクトル線だけで新元素だと確信できたのです。

金属セシウムは1882年、スウェーデンの化学者カール・セッテルベリがシアン化セシウムを電気分解して初めて得ました。20世紀半ばにセシウム原子時計が開発されると、国際単位系は1967年に1秒をセシウム133原子によって定義し直しました。

名前の由来

名前は、スペクトルの青い線にちなみ、ラテン語で「空色」「青灰色」を意味する caesius から来ています。IUPACのつづりは caesium で、アメリカでは cesium が好まれます。元素記号は Cs です。

主な用途

• 原子時計と時間標準: 1秒は、セシウム133原子が2つのエネルギー状態の間を移るときに出す放射の9,192,631,770周期分と定義されています。セシウム時計は各国の時間標準や衛星測位を支えています。
• 掘削流体: 密度が高く比較的安全なギ酸セシウムの溶液が、高圧のガス井で使われます。
• 放射線源: セシウム137は放射線治療や血液照射装置に使われてきたほか、今も工業用の厚さ計や密度計に使われています。
• 光電素子と検出器: セシウムは光が当たると電子を放出しやすく、光電管に使われました。ヨウ化セシウムの結晶は放射線を検出します。

同位体

セシウムの安定同位体はセシウム133ただ一つです。放射性のセシウム137(半減期約30年)とセシウム134(約2年)は核分裂で生じ、1986年のチェルノブイリ事故と2011年の福島事故のあと、土壌や食品の汚染の主な原因となりました。セシウムはカリウムと似たふるまいをするため、水に溶けやすく、生物にも取り込まれやすいのです。

身近なところで

セシウムは主にポルックス石から取り出され、カナダ・マニトバ州のタンコ鉱山が長く主要な供給源でした。純粋な金属を目にする人はまれで、実験室ではアルゴンを満たしたガラスアンプルに保管されています。

1987年、ブラジルのゴイアニアで、廃棄された放射線治療装置から持ち出された塩化セシウム137の線源が光る珍しいものと勘違いされ、多くの人の手に渡りました。4人が亡くなったこの事故をきっかけに、放射線源の管理は大幅に厳しくなりました。セシウム137による内部被ばくは、体外への排出を助けるプルシアンブルーで治療できます。