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ヨウ化セシウムについての概要、用途、原理などをご説明します。また、ヨウ化セシウムのメーカー16社一覧や企業ランキングも掲載しておりますので是非ご覧ください。
ヨウ化セシウム (英: Cesium Iodide, CsI) は、白色の結晶または結晶性粉末で、無臭の無機化合物です。
水やエタノールに溶けやすい一方で、アセトンにはほとんど溶けません。光の透過性が高く、放射線を吸収する特性があるため、光学材料や放射線検出器の重要な構成要素として使用されます。
化学式はCsI、分子量は259.81、CAS登録番号は7789-17-5です。主な物理的・化学的特性として、融点621℃、沸点 1,280℃という高い熱安定性を持ちます。密度は4.51 g/cm³であり、無色透明の結晶構造を持つのが特徴です。国内法規では、労働安全衛生法で「名称等を通知すべき危険物及び有害物No.606」に分類されています。
主な使用用途は以下のとおりです。
ヨウ化セシウムは、シンチレータの主要材料として広く使用されています。シンチレータとは、荷電粒子が通過すると発光する物質の総称です。この特性を活かしたシンチレーション検出器は、医療用X線検出器や放射線モニター、核医学装置などに活用されています。
赤外線を透過しやすい特性を持つため、監視カメラのレンズや赤外線センサー、ナイトビジョン機器の赤外線透過ガラスに利用されています。赤外線の透過性が高く、暗視装置の性能向上に寄与します。また、レーザー光学装置にも一部使用されています。
光電面材料としても利用可能です。光電子増倍管やフォトダイオードなどの光検出器に利用され、高い感度を発揮します。特に、紫外線やX線の検出能力に優れ、医療や科学研究の分野で重要視されています。
基本的な性質は以下のとおりです。
紫外線から赤外線までの幅広い波長範囲で高い光透過性を示すのがヨウ化セシウムです。そのため、光学機器のレンズやプリズムの材料として適用されます。透明度が高いため、特殊な光学フィルターにも利用されています。
ヨウ化セシウムは、放射線を吸収する特性を持ち、放射線検出器の材料として用いられています。医療用X線検査装置や放射線モニタリングシステムに採用され、高エネルギーのガンマ線にも対応可能です。放射線治療機器にも応用され、その吸収能力が活かされています。
ヨウ化セシウムは融点が621℃と高く、高温環境下でも化学的安定性を維持できます。熱ルミネッセンス線量測定装置など、高温条件での使用が求められる機器にも適用されています。また、真空環境下でも安定性を保つため、宇宙科学分野での活用も可能です。
ヨウ化セシウムは単純な立方格子構造のイオン結晶です。結晶格子定数は0.4563 nmで、セシウムイオン (Cs⁺) が立方体の角に、ヨウ化物イオン (I⁻) が立方体の面の中央に配置されています。各イオンは8個の反対電荷を持つイオンに囲まれる最密充填格子を形成します。
この結晶構造は、高い屈折率 (589.3nmの波長で1.79) や光学的特性に影響を与え、光学レンズやファイバーオプティクスの分野での使用を可能にしています。加えて、結晶の安定性が高く、長期間の使用にも耐える特性を備えています。
ヨウ化セシウムは、直接反応、メタセシス反応、固体反応などの方法を用いて工業的に生産できます。
金属セシウムとヨウ素を加熱反応させる方法です。高純度のヨウ化セシウムを得られますが、金属セシウムの取り扱いには慎重な管理が求められます。
炭酸セシウムまたは水酸化セシウムを、ヨウ化水素酸やヨウ化ナトリウムと反応させてヨウ化セシウムを合成する方法です。直接反応法よりも安全性が高く、経済的にも優れた手法とされています。現在、最も一般的な製造方法として利用されています。
セシウムとヨウ素の粉末を、真空または不活性雰囲気下で高温反応させ、ヨウ化セシウムを生成します。この方法は、特定の結晶構造を持つヨウ化セシウムの合成に適用されます。
参考文献
https://labchem-wako.fujifilm.com/sds/W01W0103-0199JGHEJP.pdf
https://www.nite.go.jp/chem/chrip/chrip_search/dt/html/GI_10_001/GI_10_001_7789-17-5.html
*一部商社などの取扱い企業なども含みます。
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