カリウム40

動植物にとってカリウムは必要不可欠で、また自然界にも豊富に存在する。

成人には体重1㎏当たり2g程度のカリウムがあるとされる。成人では一人当たり約4000ベクレル(Bq)のカリウム40が存在し、一日あたり約50から75ベクレルのカリウム40が摂取されるが、概ね同量が排出される。

体内に在する自然放射能カリウム40による年間の被曝線量は、0.17ミリシーベルトとされる。

カリウム40に限らずカリウムは、宇宙において、より軽い元素から中性子捕獲によって生成されると考えられている。通常の核融合の経路にはないことから、恒星が超新星爆発する際のr過程にて合成されると考えられている。

超新星爆発によって生成されたカリウム40は、その後太陽系が形成される際に地球にも取り込まれ、今に至るものと考えられる。

カリウムは、地球型惑星(岩石惑星)に多く存在し、地球にも豊富に存在する。

地球の場合は、地中の岩石(おもに花崗岩)に含まれるカリウム40(⁴⁰K)やウラン235(²³⁵U)などの崩壊が地熱の主要な熱源となっており、崩壊後生成物であるアルゴン40(⁴⁰Ar)は地球大気の主要な成分の一つとなっている。

このアルゴンから、かつて地球にあったカリウム40の量を推定することもできる。

アルゴンの安定核種は3種(³⁶Ar、³⁸Ar、⁴⁰Ar)あるが、恒星の核融合で作られる同位体は³⁶Arのみである。地球上では³⁶Arは僅かで、全体の99.600%が⁴⁰Arである。

これは、地球上のアルゴンの殆どが⁴⁰Kの崩壊で作られたためで、生成された⁴⁰Arが大気中に放出され、これが蓄積された結果、この特徴的な同位体比率となった。

⁴⁰Arの半減期(12.7億年)と地球の年齢(46億年)から逆算すると、地球誕生当時は現在の12倍以上(2^46/12.7≒12.3)の量のカリウム40があったと推定できる。

毒性自体は、安定同位体のカリウムと同じ。

科学技術庁告示第五号 平成十二年科学技術庁告示第五号(放射線を放出する同位元素の数量等)における、カリウム40の実効線量係数(ミリシーベルト/ベクレル)は、次のとおりである。

• 吸入摂取した場合 (すべての化合物) 3.0×10⁻⁶
• 経口摂取した場合 (すべての化合物) 6.2×10⁻⁶

つまり、10,000ベクレルを経口摂取した時の実効線量は0.062ミリシーベルト(62マイクロシーベルト)である。