プルトニウムとは何か？

プルトニウム（Pu）は原子番号94の放射性金属元素です。1941年にカリフォルニア大学バークレー校で初めて合成され、第二次世界大戦中に長崎に投下された「ファットマン」原子爆弾の主要材料となりました。現在は原子力発電所の燃料や、心臓ペースメーカー、宇宙探査機の熱電発電装置（RTG）など、多様な分野で利用されています。

プルトニウムは放射性元素

ウランに中性子を照射して生成されるプルトニウムは、強い放射線を放出しませんが、体内に蓄積すると骨や肺に沈着し、がんリスクを高めます。1941年に発見されたものの、国家安全保障上の理由で1948年まで外部に公表されませんでした。

初期の実験

1944〜1945年に行われた齧歯類やイヌを用いた実験では、プルトニウムの体内取り込み経路、臓器分布、除去速度が調べられました。その結果、酸化プルトニウムは高温で焼成されると体内にゆっくり吸収され「Type S（スロー）」と分類され、硝酸プルトニウムは数日で吸収され「Type F（ファスト）」、フッ化プルトニウムなどは数週間で吸収され「Type M（ミディアム）」と区別されました。Type S と Type M は非常に長い半減期を持ち、体内に長期間残留しますが、急性毒性はボツリヌス菌やジフテリアほど高くありません。

プルトニウムの3種類

Type S（酸化プルトニウム）は最も一般的な形態で、ほぼ不溶性です。経口摂取した場合は大部分が通常の排泄で体外へ出ますが、吸入すると粒子サイズにより20〜60％が肺に残留し、数年かけてリンパ節や骨・肝臓へ移動しながら徐々に除去されます。開放創からの侵入はロボットアームや防護服で防がれるため、実際には起こりにくいです。

Type M（フッ化物・塩化物）は中程度に溶解性があり、体内からの除去はType S より速いです。

Type F（硝酸プルトニウム）は第2の一般的形態で、Type S より溶解度が高く、肺からの除去が比較的早いですが、挙動は概ねType S と同様です。

毒性

プルトニウムは鉄や銅、亜鉛などの重金属と同程度の毒性を持ち、主にα粒子による放射線が問題です。α粒子は皮膚を貫通できないため、外部からの被曝はほとんど危険ではありません。最大のリスクは吸入による内部被曝であり、「一粒で致死」というほどの危険性はありません。

主な利用例

Type S プルトニウムは、太陽光が届かない遠隔宇宙探査機の熱電発電装置（RTG）に利用され、ガリレオやカッシーニ探査機で電力供給に貢献しています。また、航法ビーコン、人工衛星、心臓ペースメーカーにも使用されています。