放射線と測定竹下徹

29/Nov/2013

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放射線! エネルギーの高いガンマー線やX線（光）! 物質を（一部）透過! 当たったら物質を変化させることがある

! １回１回の衝突に確率がある! 放射線は粒子：１個の放射線粒子と１個の原子の衝突

!

Kolliker; Albert von (1817 - 1905)

可視光は吸収される

ほとんどは素通り：透過

衝突

MeV keV

eV

2

HOH

放射線の人への影響! 衝突の結果（エネルギー ＞ keV)! 物質のイオン化　H20>H++OH-

!DNAの変異を引き起こす＞ガン

!DNAは自己修復機能がある

!ガン治療：放射線治療：ガン細胞

H+ HOラディカル

可能性が少しある

痛くも痒くもない

3

放射線の利用! 透過の利用

! X線撮像 、電子顕微鏡、! 非破壊検査：荷物検査、鉄筋

! イオン形成の利用! 高分子の硬化や耐熱性向上

! タイヤ、耐熱プラスチック! テレビ、オシロスコープ、半導体製造

骨折X線写真

イオン注入、パターン

ラディカル

女川原子力発電所１号機原子炉再循環系配管の点検状況について1経過　東北電力株式会社は、平成２０年２月１４日から実施している女川原子力発電所１号機の第１８回定期検査において、原子炉再

循環系配管等の溶接継手部のうち４７箇所について、応力腐食割れ対策を行うこととし、事前の検査として超音波探傷検査を実

施していましたが、１箇所で長さ２７ｍｍ、深さ３．８ｍｍのひびを確認しました。

2今後の対応　今回ひびが確認された配管については、現在実施している第１８回定期検査にて取替えを実施します。なお、県としましては、

定期検査終了後に女川町及び石巻市とともに、今回の点検状況等を確認することとしています。

環境試料からのコバルト６０の検出について（続報）　昨年７月に、女川原子力発電所周辺地域で採取した「よもぎ」から、極微量の人工放射性物質のコバルト６０が検出されたことについて、県は東北電力株式会社と合同で約１年間、追加調査を実施し、発電所周辺の２３地点から全２２５試料を採取・測定し、監視を強化してきましたが、その後の全ての試料からは、検出されませんでした。　昨年７月の「よもぎ」からの検出及び、その後の監視の強化と結果につきましては、これまでの「女川原子力発電所環境調査測定技術会」及び「女川原子力発電所環境保全監視協議会」で、専門の先生等から、評価及び確認をいただき、今後は、通常の測定基本計画に基づいた調査に移行することとしました。　なお、再びコバルト６０等の人工放射性核種が検出された際には、追加調査を行うことも確認しました。　今回、排出者や検出された原因は特定されませんでしたが、東北電力株式会社に対しては、日ごろより、原子力発電所の運転管理を徹底するよう要望しております。　また、検出されたコバルト６０については、専門の先生方から評価いただき、以下の結論を得ております。

●人体への影響はない

　タイヤはゴムでできていますが、天然の生ゴムでは弱いためそのままでは使用できません。そこで、ゴムに放射線を照射して、ゴムを強化します。これは、放射線を照射することで、ゴムの分子がくっつき合って橋を架けたような状態になり、網目のような構造になって、原料の性質が強化されるという放射線の化学的作用を利用したものです。

　またこんな分野でも利用されています。

　1991年アルプスの氷河の中でミイラが発見されました。このミイラは、5,300年前の人物だということがわかり、アイスマンと名付けられました。このミイラの年代測定にも、放射線が関わっています。人間の体内には、自然放射性核種が含まれています。その中のひとつ炭素14は、生きている限り、一定の濃度で体内に存在します。それは、自然にある植物が炭素１４を取り込み、それを食料とする動物などに入り、人も動物を食べることで炭素14を取り込んでいます。けれども、生物が死んでしまうと、新たな炭素14は取り込まれないので、体内の炭素14は、放射線を出しながら壊れていき、減ってゆきます。この放射性炭素年代測定法により、アイスマンの体内に含まれる炭素14は私たちの半分より少し多い量しかないことがわかり、約5,300年前の人物であることがわかりました。　このように、放射線は身近なものから、思いもよらないものにまで、幅広く利用されています。

　「放射線」と聞くと、「こわい」や「あぶない」などといったようなイメージを持つ人が多いかもしれません。しかし、下の「放射線利用の樹」を見ると、身近で利用されているものから、こんなところにも？というようなものまで、様々な分野で放射線が利用されていることがわかります。　この「放射線利用の樹」は、放射線がもたらす作用から分類して作成したものです。では、具体的に、放射線はどんなところで利用されているのでしょう？

原子炉圧力容器

再循環入口

吐出弁

吸込弁

再循環出口

再循環ポンプ

原子炉再循環配管 鳥瞰図

90°270°

0°上

下ひび位置180°

ひび長さ27mm

ひび深さ3.8mm

配管厚さ26.5mm

配管断面イメージ図

ひび位置拡大図

タイヤ加工タイヤ加工

年代測定年代測定

医療用器具の滅菌

漏水検査

流速流量の検査

潤滑油の循環調査

機械の摩耗調査

Ｘ線CT

甲状腺治療

表示用放電管

真空計

煙感知器 蛍光

X線分析

厚さ計中性子水分計

地下検層計雪量計

密度計濃度計

生化学的研究

溶鉱炉の減損測定

工程解析

漂砂河泥の移動調査

中性子脳腫瘍治　療

がんの治療

生育調節

検査用器具の滅菌

自発光塗料

ガスクロマトグラフ

蛍光灯のグローランプ

硫黄計

レントゲン撮影

理工学的利用

学術研究用

農学的利用

医学的利用

品種改良X線

透視 X線造影検査

トレーサ利用

トレーサ利用

保存熱利用

殺菌、滅菌、防虫

生物的作用

化学的作用 透過、吸収

散乱作用

電離励起作用

計測制御

非破壊検査

育種

透過、吸収散乱作用

殺菌、滅菌、防虫治療

放射線利用の樹

原子核反応

原子核反応

コンクリートポリマー

タイヤ加工

強化プラスチック

アイソトープ電池

耐熱性電線 強化

木材発砲ポリオレフィン 原子力

発電

熱収縮性チューブ

実験動物飼料の殺菌

食品の殺菌

害虫防除

発芽防止

熟度調節

生物的作用

体内診断薬(インビボ検査)

体外診断薬(インビトロ検査)

トレーサ利用

アクチバブルトレーサ法

ガンマ線ラジオグラフィ

中性子ラジオグラフィ

液面計レベル計

遺伝子工学的研究

化学反応機構の研究

化学構造の研究

分析科学的研究

年代測定

医学研究

放射化分析

新薬開発

硫黄計

硬化塗料

放射線が発見されてから約110年しか経っていないのによくこれだけ伸びたもんだね

農学的利用

理工学的利用 学術研究的利用

医学的利用

［出典］日本原子力文化振興財団　を修正

放射線 橋かけ

がつながる これにより

ゴムは強化されます

放射線による分子の橋かけの仕組み

放射線はどんなところで使われているの？

コバルト６０は強いガンマ線を出す人工の放射性物質で、工業・医療・食品の分野で広く利用されています。また、原子炉の中にも存在します。

【コバルト60とは】

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放射線の医学利用! 診断装置

! X線CT,シンチグラフィ,PET! 放射線ガン治療　：X線、電子、陽子! 創薬：分子構造解析! 殺菌滅菌! ジャガイモ発芽止

農業

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人はなにから出来ているか？

人＞細胞>核＞DNA＞分子＞原子＞原子核＞クオーク

1m1,000,000

1m1000,000,000,000,000,000

1m

10,000,000,0001m

よりは小さい6

放射線HO

H

電子

<10-18m原子

10-10m 原子核

10-14m核子

10-15m

水

H2O

!,",#(X)He, 電子、光子（エネルギー大）

7

周期率表

1H1.00

3Li6.94

11Na22.99

2He4.00

10Ne20.18

18Ar39.95

4Be9.01

5B10.81

6C12.01

7N14.01

8O15.99

9F19.00

12Mg24.31

13Al26.98

14Si28.09

15P30.97

16S32.07

17Cl35.45

電子

陽子 中性子

19K39.10

8

身の周りの放射線! カリウム(K) 原子:昆布や大根! K39(93.3%),K40(0.01%),K41(6.7%)....24種

陽子19個中性子21個

陽子19個中性子2０個

陽子19個中性子2２個

12億年

大気中 内部被曝源

K40は不安定K40>Ar40+γガンマー線

70 kg の体重の人間において、1秒間にカリウム40はおよそ4,400個崩壊する。

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放射能:放射性同位元素! 中性子数はいろいろ! 星のなかで作られる　(リシュム以上)! 超新星爆発で宇宙にまき散らされる! カリウム同位元素： 24種 ! K39(93.3%),K40(0.01%),K41(6.7%)

半減期12億年

大気中

大気中

内部被曝源

70 kg の体重の人間において、1秒間にカリウム40はおよそ4,400個崩壊する。

陽子19個中性子21個

陽子19個中性子2０個

陽子19個中性子2２個

K40は不安定K40>Ar40+!

こんぶ、だいこん

ガンマー線

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原子力発電所! n+235U > 98Sr+136Xe+2n+ ɤ! ....中性子 ウラン235

キセノン

ɤ

ɤ

ストロンチウム

Eɤ=Dmc2=0.3321x10-10 J

中性子１個1.66x10-27 kg

質量欠損= 中性子＊0.2226

水を暖める水蒸気タービン発電

3.2%

11

セシウム! 原子炉内で作られる! n+235U>137Cs+96Rb+3n+γ! 137Cs崩壊： 寿命が長い：半減期30.17年

7%

原子の個数

時間

N

N/2

半減期０

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ガンマー線! 原子核の状態の変化! エネルギー差はガンマー線が背負う!

ガンマー線

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電子と物質! 物質内を電子が移動：電流! 放射線としての電子:電荷を持つ

! 物質中の原子中の電子と頻繁にあたる：エネルギーを与える：原子励起や電離

! 励起原子が基底状態に落ちるときにエネルギーを光として出す：シンチレーション光

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ガンマー線と物質! 光の粒子のエネルギーの高いもの：X線より高い! 物質を透過! 光電効果：ガンマー線＋原子＞電子＋原子! 電子が同じエネルギーで飛び出す! 飛び出た電子を捕まえる

ガンマー線

物質

電子

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ガンマー線の測定! 光電効果：物体内で電子が出る、うまくみちびければ太陽発電

! ガンマー線エネルギー＝電子エネルギー! 電子が走ると光る（シンチレーション光）! シンチレーション光の数～電子のエネルギー! 電子の個数を測る

電子

光子

原子

とばされ電子

光センサー

シンチレータ

回路

ガンマー線

光で物質内の電子を飛び出させる

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ガンマー線の影響! 生命への影響! bad ：がん発生の可能性! good : 放射線治療 !"

#$$%&''((()#*+%)$*#*,-)./)0%'//'1.234.'1.2356)#$78

9: 9:

H20＞H++OH-光電効果

+ -＞イオン化

チミン CH3

OH

OH

CH2OH

H

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