文化財の鉛同位体比分析

鉛は、質量数の異なる４種の同位体、204Pb､206Pb､207Pb､208Pbが安定して存在しています。これらの内206､207､208のPbは、それぞれ238ウラン（U）、235U、232トリウム（Th）から、放射壊変により安定な最終核種になります。

地球誕生時の岩石・鉱物中には僅かなウラン（U）、トリウム（Th）が含まれています。そのため、長い年月と共238U、235U、232Thは減少し、206Pb、207Pb、208Pbは増加します（図１参照）。204Pbのみ地球が生成された時の存在量のままで変化しません。

地殻変動などの影響で鉛が濃縮し鉛鉱床が生成すると、ウランとトリウムは排除され、それ以後同位体比は変化せず、安定して存在することになります。つまり、地球誕生時に岩石中に含まれていた鉛の量とウラン、トリウムの量、共存時間によって、鉛の同位体比は地域によって異なる値を示し、それぞれの鉱山の固有値となるというわけです。

考古遺物の原料に関する産地推定の研究は、以上のような原理を応用し、鉛鉱床あるいは産出地域の鉛同位体比との比較によって産地を推定できるようになりました。

遺物中の鉛同位体比の測定は、遺物である金属材料から鉛を単離することから始まります。当事業所では平尾良光先生^＊）の方法を踏襲し、電気分解法（電着法）にて鉛の分離精製を行っています。分離して得られた鉛は、レニウムフィラメント上に載せ、通電加熱により気化、イオン化させて、質量分離を行います（図２）。測定する質量は、鉛同位体の204Pb、206Pb、207Pb、208Pbの４種です。これら同位体は、同時に測定しないと精密な比として計測できないため、検出器は質量を順番に測定するシングルコレクターではなく、複数台の検出器であるマルチコレクター型の装置を使用しています。

^＊）平尾良光先生：帝京大学客員教授_文化財界の鉛同位体比分析の第一人者