こんにちわちわわです。
放射線ってこわいですね。でも目に見えないし、なんだかよくわからないし、単に不安ばっかりいだいてても、不安は解消されないですよね。
今回は放射線っていったいなんだろう？を基礎部分から押えて、今後の防御対策につなげていけたらと思います。
放射線このやろ！と思った方↓↓ぽちっと！！
【原子は陽子と中性子からなる原子核と電子でできている】
原子は中心に正の電荷を持つ原子核と、その廻りを飛び回っており負の電荷を持つ電子からできています。原子核は正の電荷を持った陽子と、電荷を持たない中性子からできています。その原子核中の陽子の数を原子番号といいます。
【周期表の縦列は同質の性質を持った元素が並んでいる】
電子の軌道は内側から順にＫ殻、Ｌ殻、Ｍ殻・・・と、層状になっており、それぞれの殻ごとにＫ殻2個、Ｌ殻8個、Ｍ殻18個・・・と電子が納まる数が決まっています。
最外殻にある電子の数によってその物質の性質が決まります。
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【物質は常に安定へ向かう】
物質は常に安定へ向かって変化します。最外殻の電子数が1個しかないナトリウムＮａはその1個の電子を放出して＋の電荷を帯びたナトリウムイオンＮａ＋の状態で安定して存在します。最外殻の電子が1個欠けている塩素Ｃｌは、電子を1個取り込んで－の電荷を帯びた塩素イオンＣＬ-の状態で安定し存在するか、Ｎａ＋と結合した塩ＮａＣｌという安定した化合物という形で存在することになります。
周期表の一番右列の元素は最外核が電子で充たされており、最も安定した物質で、他の物質と反応を起こしません。これを不活性ガス、又は希ガスといいます。
【同位体は中性子の数が異なる同質の性質を持つ元素】
原子核の中の中性子の数によって元素記号が同じでも、質量の異なる元素を同位体といいます。ほぼ陽子と同数の中性子を持って安定しますが、中性子の数が多すぎたり、少なすぎると不安定になり、放射線を放出して中性子や陽子の数を増減させて安定しようとします。これが放射性同位元素です。原子番号の大きいテラニウム、プロメチウム、およびビスマス（原子番号83）以上の原子番号の元素は安定状態を持たず、これらの元素は全て放射性元素です。
【放射線にはα線、β線、γ線がある】
放射性物質はそれそれの元素の性質によって、主に３種類の放射線を放出します。
α線： 陽子2個と中性子2個のヘリウムＨｅの原子核＝α線を放出して安定へ向かうことをα崩壊といいます。トリウムはα線を放出しながら2個づつ原子番号を減らして最後は鉛になって安定します。（トリウム崩壊系列）
β－線： 中性子が多すぎるとβ－線という電磁波を放出して中性子が＋の電荷を帯びた陽子に変化します。すなわち、質量が同じで原子番号が一つ大きい元素に変化します。（β－崩壊）（ヨウ素→キセノン）
β＋線： 中性子が少なすぎるとβ＋線という電磁波を放出して陽子が中性子に変わります。すなわち、質量が同じで原子番号が一つ小さい元素に変化します。（β＋崩壊）
γ線： α崩壊やβ線を放出する際、γ線という光子も同時に放出する元素もあります。
ウランの崩壊系列
γ線は光と同じ速さで進み、体も貫通してしまいますので、内部被爆の際にはあまり問題にされません。β線は光速の1/2、α線は光速の1/10で進むため細胞に付着されやすく、内部被爆の際問題になります。
【原子爆弾と原子力発電】
天然のウラン鉱石のうち核分裂する活性度の高いウランは0.07％程度であり、これを100％濃縮したものを原子爆弾の燃料に、3％程度に濃縮したものを原子力発電の燃料に使用します。
原子核に中性子を当てると核分裂を起こします。放射性元素はある一定量を越えると核分裂が連鎖的に起こり一瞬に莫大なエネルギー（熱）を放出します。この核分裂の連鎖反応を起こすことを臨界といいます。
原子爆弾は殺傷力を高めるために濃縮度が高く一瞬に核分裂を起こさせますが、原子力発電は中性子を吸収する制御棒を出し入れして調節することで、核分裂の量を調節し、必要な熱だけ取り出して蒸気にし、タービンを回して電力を作ります。
【自然由来の放射性元素と人工由来の放射性元素】
環境中の放射線は、多くの自然由来および人工の線源によるものです。ウラン、トリウム、ラドン、カリウムｰ40などは環境中のどこにでも自然に存在します。宇宙からは炭素－14という宇宙線を発しています。
自然線源からの年間被爆量の世界平均は2.4ｍＳｖ/年です。（日本平均は1.5ｍＳｖ/年）
被爆量は海抜高度、土壌中の放射性核種の量と種類などにより地域によって大きく変化し、世界にはインドのケララ州やブラジルの平原の一部など世界平均の10倍にも達するところもあります。しかし、これらの地域においてもこの高い被爆線量による健康への悪影響は検知されていません。
【ベクレル、グレイ、シーベルト】
放射線を放出する活性力を放射能といいます。
放射能の強さは、1秒間に崩壊する原子核の数で表し、１崩壊/秒＝１Ｂｑ（ベクレル） です。
人が吸収する放射線量の単位をグレイで表します。１Ｇｙ（グレイ）＝１Ｊ/ｋｇ（ジュール/キログラム）です。
人体に与える影響度は半減期の長さや、体内細胞の吸着性などによって放射性核種により係数化されています。単位はＳｖ（シーベルト）
以下詳しく見てみると、
放射線核種の実効線量
半減期 経口摂取 吸入摂取
（Ｓｖ/Ｂｑ） （Ｓｖ/Ｂｑ）
ヨウ素131 ８日 2.2×10－8乗 7.4×10－9乗
セシウム137 30年 1.3×10－8乗 3.9×10－8乗
ストロンチウム90 29年 2.8×10－8乗 1.6×10－7乗
プルトニウム238 88年 2.3×10－7乗 1.1×10－4乗
※経口摂取は食物等からの摂取
吸入摂取は空気からの摂取
例えば、１ｋｇにヨウ素131が2000ベクレルあるホウレン草を毎日20ｇづつ1年間食べたとすると、放射線による実効線量は
2000Bq/kg×0.000000022Sv/Bq × 0.02kg ×365日＝0.00032Ｓｖ＝0.32ｍＳｖ/年
となります。これは年間世界平均2.4ｍＳｖ/年の13％に相当します。
厳密には放射線各種ごとに実効線量の係数は変わりますが、実効線総量で考える場合、放射線別にβ線＝１、α線＝２０の係数とし、
β線の場合 １Ｇｙ＝１Ｓｖ で換算しているようです。
【実効線量の許容値はいくらにするべきか？】
これは考え所ですが、世界平均が2.4ｍＳｖ/年だとすると、ここまでは許容しても世界から文句を言われることは無いでしょう。日本平均が1.5ｍＳｖ/年ですから、現状より約１ｍＳｖ/年は増えても問題はないと思われます。
ここで概算ですが、
1日の摂取の許容量は
2.4ｍＳｖ/年÷365日＝0.0065ｍＳｖ/日＝6.5μＳｖ/日
東京の3月16日の大気中の時間当たりの平均濃度が0.08μＳｖ/時
日換算すると、0.08μSv/時×24時間＝1.92μＳｖ/日
この大気を全量吸入摂取したとすると、残りの許容経口実効線量は
6.5μＳｖ/日－1.92μＳｖ/日＝4.58μSv/日
半減期が長く体内に蓄積すると問題が多いセシウムで換算すると、セシウムの経口摂取係数は1.3×10－8乗Ｓｖ/Ｂｑより、
0.00000458Ｓｖ/日÷0.000000013Ｓｖ/Ｂｑ＝352Ｂｑ/日
すなわち、一日に摂取可能な食糧や水の放射線濃度は352Ｂｑ/日となります。
貿易の際、国外へ送り返される放射性暫定濃度は370Ｂｑですので、ほぼそれと同等という結果になります。
【今後の課題】
作物の作付け制限が土壌の汚染濃度5000Ｂｑ（恐らく/時間）と政府発表がありました。作物が土壌から吸収する濃度は1/10程度のようですので、500Ｂｑまではよしとするものです。
果たしてこれでよいのかという検証と、放射性核種に対する防御の方法などさらに検討を進めていきます。