謎の「毒王」、この元素はこんなにも有毒だ！

2013年10月、有名な医学雑誌「ランセット」に探偵小説にも匹敵する学術論文が掲載されました。主要執筆者はスイス出身で、長年放置されていた国際問題、つまりパレスチナの元指導者アラファト氏の個人的な物語を取り上げました。

アラファト氏の死を調査する論文

（写真提供：THE LANCET誌）

記事が発表されると、国際社会は白熱した議論を開始し、各当事者が延々と議論を続けた。アラファト氏は2004年11月に亡くなり、当時は病気で亡くなったと分類されていた。なぜ彼は10年後に再び騒動を起こしたのか？

まず第一に、アラファトのアイデンティティは非常に特別です。彼は生前、パレスチナ解放運動の指導者であった。彼はイスラエルに対して比較的厳しい態度を取った。彼は多くのパレスチナ人の心の中で英雄となり、ノーベル平和賞を受賞した。そんな人物の突然の死は、舞台裏で大きな論争を巻き起こしたに違いない。

トゥ・アラファト

(画像出典: Wikipedia)

もう一つの理由は、アラファト氏の死の本当の原因がポロニウム中毒であるという同紙の大胆な推測である。

パート1

ポロニウムとは何ですか?

このとき、誰もが「この「ポロニウム」とはいったいどんな毒物なのか？」と疑問に思わずにはいられなかった。その単語の発音すらできないよ！

周期表の84番目に位置するポロニウム（発音は「ポ」）は、多くの人には馴染みがないかもしれませんが、有名なマリー・キュリーと彼女の夫ピエールによって発見されました。マリー・キュリーは、ポロニウムとラジウムという2つの放射性元素を発見したことで、1911年にノーベル化学賞を受賞しました。

ポロニウム

(画像出典: Wikipedia)

1898年、キュリー夫妻はウラン鉱石から放射される放射線を研究中に奇妙な現象を発見しました。ウラン鉱石は精製されたウランよりも強い放射線を放出します。これは、ウラン鉱山にはウランに加えて、ウランよりも放射能の高い未知の元素も含まれていることを示しています。鉱石の硫化物沈殿に関するさらなる研究により、マリー・キュリーはウランの 400 倍の放射能を持つ物質を発見しました。完全に精製されていなかったにもかかわらず、マリー・キュリーは新しい放射性元素を発見したと結論付けました。キュリー夫人は、故郷ポーランド（ラテン語でポロニア）を記念して、この放射性元素をポロニウムと名付けました。これは中国語ではポロニウムと翻訳されます。

研究室のキュリー夫妻

(画像出典: Wikipedia)

ポロニウムは極めて放射性が強く、短期間で強力なアルファ粒子を放出し、崩壊します。そのため、環境中で安定して存在することは困難です。ポロニウムには自然界に 7 つの天然同位体があり、半減期が 3 分を超えるのはポロニウム 210 だけですが、その半減期はわずか 138.4 日です。そのため、地層中のポロニウム含有量は極めて低いです。ウラン鉱石1トンに含まれるポロニウムはわずか0.1mgで、これはラジウム含有量の約0.2%に相当し、当時のキュリー夫人の研究がいかに困難であったかが分かります。工業用のポロニウムは主に人工的に合成されています。

パート2

「毒の王」ポロニウムの何がそんなに有毒なのでしょうか？

ポロニウムはこれらの科学スケッチの主人公であるだけでなく、「最も有毒な」元素の 1 つとしても知られています。シアン化水素については皆さんもよくご存知だと思います。それは非常に有毒です。基本的に、これを嗅いだり、少量でも飲み込んだりすると、確実に死にます。ポロニウム210はシアン化水素より25万倍も毒性が強い。理論上、ポロニウム210 1グラムで1000万人を死滅させることができる。

先に述べたように、ポロニウム 210 の半減期はわずか 100 日強です。事件発生時にすぐに検知されなければ、時間の経過とともに跡形もなく消えてしまいます。これにより、事件の捜査は間違いなくさらに困難になるだろう。

ポロニウム中毒による最初の死亡例は1954年にソビエト連邦で記録された。41歳の男性が職場でポロニウム210を含むエアロゾルを吸入し、翌日に激しい嘔吐と発熱を起こした。彼は感染から13日後に死亡した。イスラエルも実験室でのポロニウム被曝を経験している。マリー・キュリーの娘イレーヌの白血病の原因は、1946年のポロニウム風船の爆発ではないかと疑う者もいた。

パート3

謎は解けた、ポロニウムが真犯人なのか？

しかし、上記の事件はすべてポロニウムに関連した事故であり、ポロニウムを使った殺人事件が実際に起こったのは20世紀に入ってからである。 2001年、元ロシア工作員のリトビネンコが英国で死亡した。 5年間の捜査を経て、最終的に元捜査官の死因は致死量のポロニウム210中毒であると判明した。

おそらく、この事件の結果がスイスのローザンヌの科学者たちにインスピレーションを与えたのだろう。当時、アラファト氏の健康状態は急激に悪化し、嘔吐、腹痛、下痢、そして最終的には急性腎不全に陥った。これは以前のポロニウム中毒と類似点があります（しかし、正直に言うと、これらの臨床症状はあまり特異的ではありません）。 2012年、研究者らはアラファト氏の衣服や私物を調べたところ、確かに彼の所持品の一部に異常に高い濃度のポロニウム210が含まれていることを発見した。これが冒頭で述べたLancetの論文につながりました。しかし、その後フランスとロシアの調査チームによって行われた検査では、アラファト氏の遺体に高濃度に検出されたポロニウム210は意図的な毒物処理によるものではなく、死因ではなかったと結論付けられた。

では、このポロニウム 210 はどこから来るのでしょうか?これはアラファト氏の喫煙習慣に関係しているのではないかと推測する人もいる。アラファト氏とその同僚はヘビースモーカーだった。タバコにはポロニウム210が含まれていますが、含有量は非常に低く、急性中毒を引き起こすことはありません。しかし、長年にわたる喫煙の毒性を過小評価することはできません。

1964年、権威ある学術誌「サイエンス」は、タバコにポロニウム210が含まれていると報告しました。

（画像出典：サイエンス）

パート4

「キラー」は副業に過ぎませんが、ポロニウムの本業は何ですか？

キュリー夫人が大変な苦労をして発見した元素、ポロニウムには人を殺す以外に用途がないのでしょうか?

もちろん違います。

ポロニウムの用途も、その毒性と同様に、その強力なアルファ放射線を中心に展開されています。ポロニウムは、工業用コーティングの厚さを検出するためのアルファ粒子源として使用できます。また、材料表面の静電気を除去して塗装を容易にする帯電防止ブラシの製造にも使用できます。軍事分野では、ポロニウムは核兵器の起爆装置の製造にも使われてきました。

ポロニウム210は強く放射しながら大量の熱を放出します。 1グラムのポロニウム210は500℃まで加熱され、約140ワットの電力を生成できます。そのため、多くの宇宙船や人工衛星では、ポロニウム210を熱源として利用する放射性同位体熱電発電機が使用されています。その中でも特に有名なのは、ソ連が打ち上げたルナウォーカー1号と2号です。

ムーンウォーカーシリーズの月面探査車の模型

(画像出典: Wikipedia)

最後に、念のためお知らせします。ポロニウムは極めて毒性が強く軍事用途もある希少な放射性元素であるため、政府によって厳しく管理されています。私たちのような普通の人は、それについて興味深い知識を学ぶ必要があるだけです。

参考文献:

1.https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(13)61834-6/fulltext

2. https://en.wikipedia.org/wiki/ポロニウム

3. https://en.wikipedia.org/wiki/Yasser_Arafat

4. https://www.science.org/doi/10.1126/science.143.3603.247

5. https://web.archive.org/web/20090115130308/http://news.bbc.co.uk/1/hi/uk/6180432.stm

6. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0952-4746/27/1/001

7. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0379073815004119?via%3Dihub

8. https://web.archive.org/web/20220622210243/https://www.theguardian.com/world/2007/jun/05/russia.science