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2011年3月29日 (火)

ひとりごと

ごめんなさい、
僕の古い知識と最近の知識とを整理しつつ書いた、ただの覚書です。
読むと…疲れるよ。

・僕の古い知識では最重安定同位体はビスマス(209)だった。
実は2003年にビスマスには放射性同位体しか存在しないことが分かったのだと言う。
知らなかった!
ビスマスの半減期は2000京年ぐらい…
…2000×10の16乗年…
というわけで鉛(208)が最重安定同位体となる。
ちなみに最安定原子核はニッケル(62)

・ところで、光は電磁波である。
電磁波とは空間そのものがエネルギーを持って振動する「波(波動)」である。
量子力学からすれば「光子」という形に量子化して扱われる。
物理学の立場から見るととても不思議なのだが、真空を伝わるエネルギー(伝搬物質(エーテル論とか)が見つかればまた大きく理論体系が変わるだろうが)の説明には僕のような素人には一定の理解に到達できる。

電波や光も電磁波。
そしてX線やガンマ線も電磁波の一つ。
というか、周波数によって呼び名が変わるだけ。
しかし、X線やガンマ線は「放射線」として扱われる。
それはエネルギーの伝搬結果として電離作用があるからである。
(紫外線にも電離作用があるが放射線としては扱われない)

電離作用があると何が起こるか。
とりあえず、人体について言えるのは、とっても有害であるということ。
細胞の遺伝子情報を破壊するのがとても怖い。
2重螺旋の片方だけなら自己修復もコピーもできるが、双方の破壊となれば死滅以外の道はない。
或いは異常化して癌や新生物として特異なふるまいをする。

簡単にいえば、ガンマ線は原子核に残るエネルギーの放出と言える。
電子と陽子が対で消滅すればエネルギーとしてのガンマ線が発生する。
X線よりガンマ線のほうがおおむねエネルギーが強いとされているが、エネルギーの高いX線ももちろん存在する。
高エネルギーX線は粒子のような振る舞いも見せる。
X線は原子の電子軌道上の電子を移動させることで発生する。

・波(電磁波)であるX線、ガンマ線に対して、粒子である放射線にはアルファ線、ベータ線、中性子線、等がある。

アルファ線は原子核の崩壊で発生する。(アルファ崩壊)
陽子2つと中性子2つが元の原子核から飛び出す。
言い換えれば「核分裂」の一種である。
原子核は正の電化を持つ陽子と電荷を持たない中性子によって原子核としてとどまっている。(核力)
その核力(強い力)を凌駕するエネルギーで飛び出すのではない。
「じゃあなんで飛び出す(崩壊する)の?」
それは本来の元素とは中性子の数が違う同位体元素であることが多いから。
より安定な原子になるべく崩壊する、と考えられる。
「エネルギーが核力を越えないのにどうやって?」
確率により発生するトンネル効果による。
この、エネルギーのトンネル効果。
身近に一杯あるのに、実は僕にはよくわからない…

陽子2つと中性子2つ、という事はヘリウムの原子核と同じ。
これがアルファ線の正体、アルファ粒子である。
粒子が大きいので透過力は弱い。
紙1枚でも遮蔽できる。
という事は…
体の中に入ると、細胞を透過せずに近くの組織に影響を与え続けることになる。
当然発癌や細胞異常・死滅のリスクはどんどん高まる。

・放射線を出す元素を放射性元素という。
放射性元素は放射線を出しながら変化をしていく。
アルファ崩壊では、陽子2つと中性子2つが飛び出すので当然違う原子へと変化する。
すなわち原子番号が二つ減った別の元素になるのだ。

例えばウラン238(原子番号92)はトリウム234(原子番号90)になる。
ちなみにトリウム234は「ベータ崩壊」を経てプロトアクチニウム234(原子番号91)になる。
さらにプロトアクチニウムがベータ崩壊をするとウラン234(原子番号92)になり、アルファ崩壊でトリウム230になり、アルファ崩壊でラジウム230になる。
こんな具合に崩壊は安定するまで続く。

・ベータ崩壊とは放射性元素がベータ線を出しながら変化していくことである。
アルファ崩壊とは違い、中性子が陽子(ベータ(-)崩壊)に、或いは陽子が中性子に(ベータ(+)崩壊)変化する。(他のベータ崩壊は割愛)
中性子が陽子になれば原子核に陽子が一つ増える。
つまり原子番号が一つ上がることになる。
上記の例でいえば、プロトアクチニウム234(原子番号91)がベータ(-)崩壊してウラン234(原子記号92)になる、という具合。

ベータ線の正体は電子か陽電子からなる、いわゆるベータ粒子。
アルファ線よりも透過力は強いがやはり物質(原子)にあてることで遮蔽できる。
その際X線が発生するのでX線の遮蔽も考慮しなければならない。

・もう一つの重要な放射線は中性子線。
透過率は非常に高い。
衣服や様々な遮蔽物も他の放射線よりも通過する。
つまりは人体に対する影響も大きい。
中性子の数の不安定な同位体元素から単に中性子を放出する中性子崩壊もあるが、他の崩壊や核分裂等での発生のほうが高速、多量になることが多い。
他の元素(原子核)に取り込まれることによってその物質が放射性同位体元素へと移行する。
つまり、放射能を持つ元素が作られる。
そこから半減期の極端に短い同位体も作られるが、半減期も長く、人間の生活への影響も強い放射性元素もたくさん作られる。

・核分裂は原子核に中性子をぶつけて、その原子核を不安定にさせて崩壊させる。
その際に他の元素へと変化すると同時に中性子を2~3個放出する。
それが次の元素にあたって核分裂が続くのである。
原子炉で行われているのはこの「核分裂」
核分裂と中性子線放射によって作られる様々な生成物質。
その多くは放射性同位体の元素。
ヨウ素、セシウム、ストロンチウム、プルトニウム、キセノン、その他諸々…

・放射性元素は放射線を放射する。
崩壊(または核分裂)を繰り返しながらより安定した状態を目指す。
初めの物質から放射能が半分になるまでの期間を「半減期」、という。
ウラン238は45億年が半減期である。
45億年で半分!90億年で4分の1、全てが鉛に変わって安定するまではいったいどのくらいの時間が…

・「このぐらいの放射線量だったら安全」、「この値を越えると危険」とか言うのはとても不条理。
少しでも増えれば当然、リスクは上がるのだ。
「20年前の東京はもっと放射線量が大きかった」などと言われてもなんの慰めにもならない。
少なければ少ないほどよいのだから。
「少量の放射能は生物の活性化に良い効果をもたらす」という説もある。
よしんばそうだとしても、リスクの増加のほうが問題だ。
「殺菌、治療、検査、その他平和利用だってできる」それもその通りだと思う。
しかし、原子力発電で発生する放射能への危険性とは比べ物にならない。
「年間許容量に対して○○倍」「1回のレントゲン撮影の○○分の1」などと言われても、放射線量が増加していることへの打ち消しにはなり得ない。
「通常の○○倍」であることの報道のほうがよっぽど真摯に向き合っているように思える。

政府も東電も原子力保安院も委員会も、人ごとみたいに言ってないで何とかしてよ!
いつもヒドイ目に会うのは多くを知らされない労働者の人たちばかりで…

JCOの東海村での臨界事故の本をいくつか読んだ。
ショッキングな内容の本もあったが…
特にNHKの取材班が記録した、「被曝治療83日間の記録」は強烈だった。

事故は起きる。
科学の進歩にも技術の進歩にも事故はある程度つきものなのかもしれない。
でも、原子力の問題はちょっと違う。
放射能の事故は取り返しがつかない。
「想定外でした…」なんて言い訳許せない。
現代の科学力では実用規模の原子力利用はまだ不可能だ。
人為的ミス、事故、事件、そのリスクの管理は事実上限界だ。

例えば、今の技術力では大陸間弾道ミサイルを100%迎撃することはできない。
それが原発に落ちたら?
技術力を上げたってそんなの追いかけっこにすぎない。

化学、物理好きの僕としては素粒子論や量子力学においても原子核の研究は必要だと思う。
放射能についての研究も。
でも、実用的平和利用にはリスクが高すぎる。
「人は失敗を重ねて成長していく生き物だ」なんて理想論が通用しないのが放射能だ、という事を認識しなくちゃ、と思う。

http://www5a.biglobe.ne.jp/~kokokoko/

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