放射能って何ですか？

質問

ものすごく基本的な質問なんですが、放射能って何ですか？
よく危険だって言いますが、なぜ危険なのかもしわかる方がいたら教えてください。
ほかにもあまり関係ないかもしれないのですが、Ｘ線、中性子、ガンマ線などについても簡単でかまわないので、でききたら教えてください。
よろしくお願いします。

回答No.4

stomachman · ベストアンサー

●放射能というのは「放射線を出す能力」という意味です。だから、ゴジラが「放射能」を吐くのはちょっと変ですね。
●放射性同位元素
　原子の中心にある原子核は、沢山の陽子と中性子がだんごになっています。「幾つ陽子があるか」でその原子が何という元素の原子なのか、が決まります。たとえば酸素なら8個の陽子。ヘリウムなら２個です。しかし、同じ元素でも中性子の数にはバリエーションがあり、それらを同位元素(isotope)と言います。どの同位元素であっても、化学的な性質は（ほとんど完全に）同じです。
同位元素の中には、いつまでも安定していられなくて、特に原因もなくぽこ、と壊れるやつがあります。壊れるときに放射線を出すので、これを放射性同位元素(radio isotope, RI)という。
これらの原子核が自然に壊れる時に出る放射線はアルファ線、ベータ線、ガンマ線です。（壊れたかけらもまた放射能を持っていることがあります。）
・アルファ線は、陽子2個と中性子2個がくっついたもの（つまりヘリウムの原子核と同じ）が飛んできます。これは紙一枚でも止まる。プラスの電荷を持っているので磁石や電場で曲がります。
・ベータ線は電子が飛んできます。放射性同位元素の種類によっては陽電子（電子の反粒子でプラスの電荷を持っている）の場合もあります。磁石や電場で曲がります。
　なお、ベータ線が出るとき、一緒にニュートリノという粒子も飛び出しますが、こいつはめちゃくちゃ透過力が高い。地球など、軽々と透過できます。だったらすごくやばいのかというとその逆で、周囲の物質にほとんど何の影響も与えず、また影響を受けない。だからこそ透過力が高いんです。まったく安全。
・ガンマ線は、非常に波長が短い（エネルギーが高い）光です。Ｘ線とガンマ線は発生源が違うだけで、ものは同じです。
・Ｘ線は電子を高速で物にぶつけたときに電子が急停止する際に発生する光で、ぶつける電子の速度によってエネルギーが違いますが、医療用に用いるのは40～150keVというエネルギーを持つＸ線です。エネルギーが大きいほど物を透過する力が強く、1000keV (=1MeV）ぐらいになると、人体も水も変わらない。医療では骨や組織が写真に写って欲しいので適当な透過力のＸ線を使っています。Ｘ線はＸ線管という真空管を使って発生させます。またテレビのブラウン管も電子をスクリーンにぶつけて光らせるんですが、このときに弱いＸ線を出しています。
・シンクロトロン放射光というのを最近耳にします。電子を高速で飛ばしておいて、強い磁場で急に軌道をまげると発生する光です。本質的にはＸ線と同じですが、非常に沢山の光が出てくるようにできるので、特殊な光源として最先端の科学技術研究に使われています。
●自然放射能
　地面や壁土、あるいは人体、あらゆる所に微量ながら天然の放射性同位元素が含まれていて、放射線を出しています。原発の周囲で放射線が少し多い、などと言っても、インドなどでは自然放射能が日本の100倍も強い所があり、これに比べれば問題になりません。さらに、宇宙から飛んでくる放射線（宇宙線）もあります。
●核分裂生成物
　原子炉で起こる連鎖反応では、中性子線、陽子線、重粒子線などが発生しています。
・中性子線は中性子が飛んでくる。これがウランやプルトニウムの原子核にぶつかると、核分裂を起こし、このときまたいくつかの中性子が飛び出す。これが別のウランやプルトニウムに...と続くから連鎖反応と言うんですね。（原爆も同じ事が非常に急激に起こっているんです。）
・陽子線は陽子が飛んでくる。プラスの電荷を持っているので磁石や電場で曲がります。
・重粒子線というのは、原子核が分裂したときに出来たかけらが飛んでくるんです。プラスの電荷を持っているので磁石や電場で曲がります。
これらの線が物にぶつかると、ぶつかられた原子核が放射性同位元素になってしまうことがあります。これを放射化と言います。
●核融合生成物
　あるていどの規模の核融合反応は、地上では、水爆（水素爆弾）という形でしか実現していません。水素の同位元素である重水素、三重水素などの原子核がくっつくことによって、ヘリウムの原子核に変わるという現象です。（水爆は原爆の周囲をこれらの原子で囲んだものにすぎません。）従ってヘリウムの原子核が飛び出します。また余った中性子、陽子が飛び出します。
●人体への影響
　一般の人が一生に浴びる放射線のうちの多くは医療による放射線です。
　放射線の影響は、主に、活性酸素、つまり酸素イオンを作り出し、これがDNAを壊す、というメカニズムが重要です。少々の壊れ方なら、DNAを自動修復したり、単にその細胞１個が死ぬだけで済みます。しかし、多量の放射線を一度に浴びると、多くの細胞が死んだり、癌が発生したりします。また生殖細胞のDNAが傷つくと、不妊化したり、子孫に突然変異が現れることがあります。どのぐらいの量だとやばいのか、については、人体実験をしないと分からない、ということもあって、あんまり精密なことが分かっていないんです。それで、暫定的に安全サイドで決めた計算方法（科学的合理性はちょっと怪しい。厳しすぎる。）があって、これを使って管理しています。
　また、放射性物質（放射能を持つ物質）を食べたり呼吸すると、体の中から放射線が出るわけで、これは危険ですね。特にヨードの放射性同位元素は甲状腺という喉にある組織に集まって、癌をつくります。これを防ぐには、まともなヨードを大急ぎで摂取して、甲状腺にそれ以上ヨードが入らないようにして排泄してしまうんです。
●医療と放射線
　ベータ線は皮膚にできた癌の治療に使われることがあります。皮膚の下には透過できないんですね。
中性子線、陽子線、重粒子線、Ｘ線やシンクロトロン放射光、ガンマ線は人体深部の癌の放射線治療に使われることもあります。多量の放射性同位元素を体内に入れてガンマ線による放射線治療を行うこともあります。
また、人体に微量の放射性同位元素を含む薬を注射して、体内から出てくるガンマ線を測って画像を作る「核医学診断装置」(SPECT, PET)や、Ｘ線をつかったおなじみのレントゲン、Ｘ線で人体の断面像を撮影するＸ線ＣＴなどは、医療には欠かせない手段です。
●産業と放射線
　結晶の構造を調べたり、材料の傷を調べたり、機械の内部を調べたり、という検査・研究に放射線は欠かせません。また、プラスチックを硬化させるのに放射線を使ったり、農産物の殺菌や芋の発芽防止にも利用します（Ｘ線やガンマ線を使います。何の危険もありません）。
　種子に放射線を当ててわざといろいろな突然変異を発生させ、その中で都合の良い性質を持つ物を選択する、という品種改良法があります。（遺伝子操作ばかりが取り沙汰されていますが、こうやって作った突然変異品種でも危険性は同じ事です。でも問題にされていない。物を知らないのは恐ろしいですね。）

回答No.8

Durandal

> それが人体に当たると、遺伝子などを破壊するので体に悪い
種類と当たり所によりけりです。
最も破壊力を持つのはα線源です。理由はその質量。しかしその質量故大気中では１ｃｍと飛べません。直接接触しない限りは殆ど無害ですが触れたり摂取したときの被害は最悪です。ほぼ確実にその部位は変成してしまいます。（直接破壊はまずないです）
次に破壊力を持つのはβ線源からの高速電子です。やはり質量を持つためで、飛距離は数ｍといったところです。透過力があるので離れたところでも被爆しますが接触、摂取時の被害はα線源ほどではないです。
で、原子炉周辺の壁が何故にあのように厚いかと言いますとγ線の遮蔽をするためです。
最も高い透過力を持つのでガッチリ固めないと容赦なく漏れてきます。
ちなみにα線とβ線は炉心冷却水で完璧に遮蔽されます。

回答No.7

Ponn

面白いページを見つけました。
その名も「原子力資料情報室」！
ＪＣＯから、ほかの事も色々書いてあって楽しく読めますよ。

tothyさんは放射能に非常に興味をお持ちみたいですね。
一度原子力発電所に見学にいかれたらどうですか。
僕は見学に行ったことがあるのですが、大変興味深く原子力発電について分かりやすく説明していただきました。
（九州には玄海原子力発電所の隣に、そういった見学施設があります。）

九州電力のホームページです。
http://www.kyuden.co.jp/
ご参考にされてください。

あと、鉛ガラスという放射能を通しにくい？通さない？ガラスなどもあります。
きっと、核実験のときとかはそういうのを使って、直接の被爆を防いでるのでは？？

参考URL：

http://www.cnic.or.jp/index.htm

回答No.6

stomachman

補足を見ました。
> それが人体に当たると、遺伝子などを破壊するので体に悪い
その通りです。
> チェルノブイリの原発事故や核実験などで問題なのは
おっしゃる通りです。北欧のトナカイの肉は今でも高い放射能があるようです。
また、stomachmanの書き忘れですが、チェルノブイリでは沢山の住民が放射線を浴びたり放射性物質を体内に取り込んで被曝してしまいました。沢山死者が出て、今も医療が続いています。核実験でも、現地の住民やたまたま近くにいた日本漁船の船員が放射線被曝（核爆弾の場合は被爆と言います）しています。また少なくとも米国内で作為的に被爆させたという人体実験もあるようです。湾岸戦争では核廃棄物である劣化ウランを使った砲弾（非常に重いので砲弾に適する）が使用され、多国籍軍・イラク側共に放射線障害をひきおこしているようです。
また、ドイツのユダヤ人ホロコーストのみならず、日本軍の人体実験、米国の優性政策などで、放射線を照射して断種する（不妊化する）ということが行われたこともあります。研究施設の庭に放射性廃棄物が埋めてあった、という事件もあったなあ。
> 放射性物質が消えてなくなることというのはあるのでしょうか？
たいていの放射性同位元素では、原子核１個が１回崩壊すれば、また別の放射性同位元素になる。それが崩壊して、...を何段階か繰り返して、非放射性になります。
半減期が問題。極端に半減期が短い放射性同位元素は事実上０になると言えますが、実はそれが別の半減期の長い放射性同位元素に化けただけかも知れません。たとえば半減期を1年とすると、はじめ1kgあったものが、翌年には500g、３年目には250g, ....という風に減っていく。それに応じて放射線も弱くなっていきますが、しかしなかなか消えてくれない。半減期1000年、1万年なんてのもありますから....　
> いっぺんには全部出ないんですか？
強制的に放射させる、あるいは放射しないように変化させる、というのは理論上は全部集めてきちんと仕分けし、原子炉などで処理すれば不可能じゃないでしょう。でも、実際にはコスト的にも設備的にも技術的にも無理です。せいぜい、集めて穴に埋める（地下水で漏れ出ることもあります）。上から土を掛けて埋める（土を通る間に放射線がかなり吸収され、あまり出てこない。でも雨水の浸透で地下水へ入っていく。）。コンクリートで固めてドラム缶につめて深海に沈める（ドラム缶がさびて...)。そしてとびきり怖いのが、洗って薄める。です。
また、1970年代頃から沢山作られた日本の原発も、寿命である30年が近づいています。原発を解体するともの凄い量の放射性廃棄物が発生するので、多分土饅頭をかぶせて埋めちゃうしかないと思います。
> 数キロ離れた所から観察していた
少なからぬ人が放射線障害を発症した、とうろおぼえしてます。
●核廃棄物、核被爆、などは、Webをさがせば、いろんな情報が集まると思いますよ。

回答No.5

stomachman

追記です。
●放射性同位元素は、その種類によって、α崩壊、あるいはβ崩壊をします。
アルファ（α）線を出して崩壊すると、陽子が２個減るわけで、別の元素の原子核に変わるんです。これをα崩壊という。
中性子が電子つまりベータ（β-）線を出して陽子に変化する（β-崩壊）と、陽子が１個増える。また陽子が陽電子つまりβ+線を出して中性子に変化（β+崩壊）すると、陽子が1個減る。やはり別の元素の原子核に変わるんです。これらをβ崩壊という。β崩壊の時にはニュートリノも出ます。よく勘違いする人がいるんですが、β崩壊で出る電子は、原子核の周りを飛んでいた電子ではない。原子核の中から発生してくるんです。（もともと原子核には電子はありません。）
ガンマ線は、α崩壊あるいはβ崩壊に伴って放射されます。余ったエネルギーを放出するという意味を持っています。
崩壊の結果できた原子核が、また放射性同位元素である、ということが多いです。

●人工的に放射性同位元素を作るには、電子を加速器（サイクロトロンやシンクロトロン）で加速して物質にぶつけ、強制的に原子核をぶちこわして生成させます。陽電子を出す放射性同位元素は天然にはなく、皆人工的に作られるものです。

●放射性同位元素がどれぐらいの時間で崩壊するか、はその種類によって決まっています。
或る放射性同位元素の多数の原子のうち、その半分が崩壊するまでの時間を「半減期」と言います。放射性同位元素によって、半減期は秒単位以下のものから、何万年以上というのまで、いろいろです。

●DNAが壊れたときの自動修復は、自動修復を行うメカニズムを細胞が備えているんです。
DNAは放射線だけによって壊れる訳じゃありません。発ガン物質を食べたとか、ただ偶然水の分子がDNAに激突しただとか、いろんな原因で壊れることがある。そのときに、自動的に補修をする酵素（タンパク質）があるんです。ところが、放射線を大量に浴びると、DNAがずたずたになってしまう。すると修復が追いつきません。間違った修復をしてしまうと、癌（細胞が際限なく増殖する）になったり、細胞が活動できなくなって死んだり（放射性ネクローシス）、細胞が自殺したり（アポトーシス）、といった事が起こるのです。

●微量の放射線は身体によい？
僅かな量の放射線を浴びる方が、どうも長生きするようだ、病気にならないようだ、ということが言われています。まだ確立した結論ではないと思いますが、自動修復メカニズムをいつも適当な程度働かせて置いた方が、変な物質が入ってきたときにスムーズに処理できる、という説明は成り立ちそうに思えます。

●自然放射線は地熱の熱源です。
地球の中には放射性同位元素が含まれている。これらが放射線を出し、放射線が当たった物質を暖めることによって、地熱が発生します。もしこのメカニズムがなければ、数千年で地球は冷え切ってしまっている筈です。温泉に入れるのは放射線のおかげなんですね。

●チェルノブイリ原発事故がまき散らした放射性物質は、それ以前、多くの大気中核実験（とくにアメリカとソ連が数多く行った）で発生した放射性物質（「死の灰」と呼ばれています）に比べるとむしろ少ないのです。でも、植物や農作物などがもろに放射性物質をかぶり、これを食べた動物がさらに放射性物質をため込んで濃縮してしまった、という点が問題なのです。広島・長崎では（爆発の規模としては小さいんですが）多くの人間が直接、強烈な放射線を浴びた。（放射線の他に熱戦＝強い光や赤外線を浴びて焼死した方も多い。）これが一番の問題であることは言うまでもありません。

●品種改良作物がやばいのは、放射線を使ったからではなくて、やばい毒性を持っていたりするからです。だから、たとえ自然に発生した突然変異種であっても、やっぱりちゃんと調べないとやばい。誤解無きよう。

●放射線がらみでは、（波動がらみ、磁気がらみ、水がらみと同様）トンでも系の論説や、インチキ商品が多いですから、気を付けましょう。

●分からない点、特に興味のある点など、補足で質問してください。でも手許に資料がないので、数値的なことは回答が遅くなるかも。

補足

こんなにたくさん、詳しく説明していただいて本当にありがとうございます。
僕の今までの所の理解だと、放射線は、電磁波や電子などが高いエネルギーを持って放射されたもので、それが人体に当たると、遺伝子などを破壊するので体に悪いということなんですが、間違いないでしょうか？
そして、チェルノブイリの原発事故や核実験などで問題なのは、放射能を帯びた物質（どういうものなのかはよくわからないのですが）があたり一面に散布されたために、それらがその後も放射線を放射しつづけるために、また、放射能を帯びた植物を食べたり、それらを食べた動物を食べたりしていくと放射性物質がどんどん濃縮されて体に溜まり危険であるとのことですよね？間違いがあったら教えてください。
とすると、そのような事故や実験があった場所から、放射性物質が消えてなくなることというのはあるのでしょうか？放射性物質が完全に放射線を出し終えればそれでおしまいのような気もするのですが、いっぺんには全部出ないんですか？
また、以前本で読んだのですが、アメリカで最初に原発実験をやった時に、それに関わった人たちが数キロ離れた所から観察していたようなことが書かれていたのですが、その人たちはやっぱりそれなりの影響を受けたのでしょうか？推測でかまわないので、もしわかれば教えてください。

回答No.3

sanekazura

放射線については＃２の回答のとおりです。
　新聞やらテレビやらでやたらと放射能がどうのこうのといっていて
　混乱をまねいている原因になっていると思います。

　放射線はα線、β線、γ線といわれていますが
　最近では、もっと広い意味でとにかくエネルギーを持った粒子をさします。
　テレビとか携帯電話からでる電磁波も放射線ということもあります。　

　光というのは人間が視覚で感知できる範囲の電磁波をさします。
　Ｘ線やγ線は可視光領域よりも高いエネルギーをもつ電磁波です。
　ふたつの違いはＸ線は原子の中の電子がエネルギーを放出したとき出てくる
　電磁波をさし、γ線は原子核がエネルギーを放出したときにでてくる
　電磁波をさしています。Ｘ線よりもγ線の方が高いエネルギーです。
（重なる領域もあります）

　β線は高エネルギー電子をさします。ニュートリノはささないはずです。

　原子核は陽子と中性子からできていますが、不安定な重い原子核が崩壊、または
　分裂するときにエネルギーをもった中性子が放出されることがあります。
　当然中性子も放射線に含まれますし、分裂してとんでくる原子核も放射線に含まれます。　
　α線は中性子２こ＋陽子２この粒子です。この原子核はこれだけで安定なので
　ひとつひとつ飛び出していかずにまとめて飛び出していきます。

　放射線の生物学的に危険なところは、放射線はエネルギーをもってますので
　細胞や遺伝子を破壊できます。この場合問題になるのが電離性放射線と呼ばれるもので
　イオン化させられる能力をもつ放射線です。（弱い電磁波はあてはまらない）
　イオン化した細胞内の物質がよくないことをしでかします。

回答No.2

Durandal

放射線はα、β、γの３種類あります。
α線は高エネルギーヘリウム原子核
β線は高エネルギー電子と 高エネルギーニュートリノ
γ線は高エネルギー電磁波

放射線放射をもつもののことを放射能を帯びているといい、
放射線放射能力を指します。

回答No.1

Ponn

このページはいかがでしょうか？
ｐｄｆファイルなどで詳しく説明してあります。
ちょっと詳し過ぎて難しいかもしれませんが。
ほかによいものが無かったもので。

参考URL：

http://www.phys.aoyama.ac.jp/~w3-awaya/radiation.html

お礼

ありがとうございました。
ただ、残念ながら僕が使えるパソコンではPDFファイルが読めないので、見ることが出来ませんでした。
また今度質問をすることがあったら、その時はまたお願いします。