福島原発事故の核分裂生成物についてなぜヨウ素とセシウムが注目されるのか
- 福島第一原子力発電所から漏れた核分裂生成物の中で、注目されるのはヨウ素131とセシウム137です。
- これは、ヨウ素131とセシウム137の収率が比較的高いためです。
- また、ヨウ素131とセシウム137は人体への危険性や影響度合いが高いため、マスコミも注目して報道しています。
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核分裂生成物でヨウ素とセシウムばかり注目されるのは
福島第一原子力発電所から漏れ出した核分裂生成物が問題となっています。 核分裂では原子核が様々な原子核に分裂し、その他の物質についても問題があるはずですが、 マスコミから話が来るのはヨウ素131とセシウム137についてばかりです。 ヨウ素131とセシウム137ばかり取り上げられるのはなぜでしょうか？ 気になって自分でもいくつか理由を考えて見たのですが、ご存知の方は教えていただけないでしょうか？ [考えられそうな理由] 1. ヨウ素131とセシウム137の収率(生成率)が比較的高い 2. ヨウ素131とセシウム137の危険性・人体の影響度合いが比較的高い 3. 様々な放射能物質の計測機器がヨウ素とセシウムに対応しており、事実上計測基準の標準となっている 4. 東京電力や原子力機構がヨウ素とセシウムしか言わないので、マスコミがそれらしか知らない 5. その他 (1. 2. については、例えばこのリンクを見ると半減期が中途半端に長いストロンチウム90や気体で拡散しやすそうなキセノン131/133なども気になるところですが、どうなのでしょうか？ http://www.geocities.co.jp/Technopolis/6734/kisogenri/untenbougai.html)
- tomoarai
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- 化学
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このご質問は、専門書４～５冊(炉物理、放射線計測、環境移行評価、放射線防護、等）を横断的な内容であるため、専門家でも回答するのが骨な内容です。直接対応されている方々は忙しくて手が回らないのだと思います。私は東京在住の原子力出身の理系ですが、かつての知識から、tomoaraiさんのご質問に回答します。 いくつかの既に回答で触れられていますが、それらを含め、全体をざっとご説明する資料を参照URLに添付します。専門的な内容を横断的にざっと記載しましたので、お知り合いに理系の方（化学系が最も好ましい）がおられれば、その方に見て頂き、説明して頂くのが良いと思います。 詳細は参照URL（全6枚、No.6画像を添付）の通りですが、貴ご質問の［考えられそうな理由］に対する回答を以下の通り、本文にて記載します。本ご回答をご質問掲載の各サイトに転送頂き、同じ質問への回答として頂ければ有り難いです。また、本ご回答への質問があれば、来週末に見て、対応可能なものは纏めて回答させて頂きますので、よろしくお願いします。 【考えられそうな理由に対する回答】 1. ヨウ素131とセシウム137の収率(生成率)が比較的高い →その通りです。別途にもありましたが、核分裂生成物の生成率は質量数が95付近と、140付近の元素・同位体の生成率が高い方です。ヨウ素131とセシウム137は生成率が比較的高く、キセノンやストロンチウムの生成率も高い方です。 2. ヨウ素131とセシウム137の危険性・人体の影響度合いが比較的高い →周辺住民への影響度合いという意味では、特性上、その通りです。原発作業者にはこれ以外に別の影響を考慮する必要があります。キセノンは特性上、周辺住民の方々への影響が生じにくいものです 3. ヨウ素とセシウムが事実上計測基準の標準となっている →過去の検討から、周辺へのヨウ素とセシウムの重要性が明らかになっているので、慣習的にヨウ素とセシウムの検量線を準備されているということはあるかも知れません。ストロンチウムは計測が難しいため、計測対象から外れている可能性がありますが、セシウムを計測することで確認するとの意図もあると思います。ただ、計測器はα線用／β線用／空間線量率用（主にγ線用）という区分で存在するので、これを使えば他の核種も計測されています。逆に簡易な計測器であれば、ヨウ素とセシウムだけを特定して計測することは難しく、全てを混同して計測することになります。 4. マスコミがそれらしか知らない →最近は良く勉強されているので、そんなことはないと思います。
その他の回答 (6)
- kfukfu
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核分裂生成物でヨウ素とセシウムばかり注目されるのは 実際に原子炉から放出されて現在観測可能な物質の大半がヨウ素かセシウムだからです。 少し難しいですが説明します。理由は私が思いつく限り3つあります。 （１）ヨウ素131とセシウム137の収率(生成率)が比較的高い。 （２）ヨウ素131とセシウム137の半減期が比較的短い。 ゆえに単位時間当たりの崩壊数、すなわち放射能が強いので検出されやすい。 （３）損傷した原子炉の燃料から放出されやすい。 （１）、（２）についてはすでにご存じのようですので（３）について詳しく説明します。 まず核燃料というものはペレットという直径1cm、高さ１ｃｍの円柱形をしたウラン酸化物の集合体です。 ウラン酸化物というものはあまり熱伝導率が良いものではないので 運転中の燃料では、このペレットの軸部分（円の中心部分）は2000℃程度までなるのに対し、 側面（外周部分）は冷却水と同じくらいの温度（300～400℃くらいでしょうか）です。 ペレットの真ん中のほうが熱くて外側の方が冷たいわけですね。 ヨウ素やセシウム、その他のいくつかの原子は冷たい方に居たがる性質（これはあまり正確な表現ではありませんが）があります。 ですからもともとヨウ素やセシウムはペレットの外周部分に集まっていて一部は放出されていました。 通常であればそのさらに外側に被覆管という鞘があってこの中に閉じ込められており、 それより外へ出ていくことはありませんから問題にならないのです。 ですから、今回の事故のように被覆管が損傷するやいなや真っ先に（燃料ペレット自体が溶融していなくても）外部に漏れ出たものと思われます。 燃料の溶融よりずっと早く被覆管が破損してしまうことはニュース等でご存じのことと思います。 それから、他にペレットの溶融を待たず放出されしまいそうなものは 希ガス原子のクリプトンやキセノン等がありますが、 これらはなにしろ希ガスですので大気中をあっという間に拡散し、 薄く薄く広がってしまったのでいまや検出不可能なのだと思います。 ちなみに蛇足ですがストロンチウムは上述した様な性質はそれほど強くないので これが検出されたということは少なくとも一部のペレットは相当壊れている＝溶融していることを示しています。
お礼
ご回答ありがとうございます。 この質問をした後でストロンチウムがちらほら検出されてしまいましたね…
- Social_science
- ベストアンサー率100% (1/1)
核分裂生成物でヨウ素とセシウムばかり注目されるのは? という質問（教えてGoo 質問No.6606326）に対する回答(5) の回答書の電子媒体ファイル.pdfを以下リンクに掲載しました。 https://www.quanp.net/contents/33802875?place_id=444110 RICOH/quanp.netの無料お試し版をお借りしました。 お試し期間が終了する前にダウンロード頂ければ幸いです。
お礼
ありがとうございます。手間をかけて作成していただいたようですが、結局見る機会なく質問を終えることになりそうです。
補足
すんません。ダウンロードできないみたいです…
- DIYsyoubou
- ベストアンサー率37% (45/121)
補足、 γ（ガンマー）線は、どの様に出来るかですが、 原子内から中性子等の粒子が増えたり、減ったりしたときに発生するのです。 大家族一人一人を原子内の粒子と考えます。その状態で例えるなら、 大家族の中の一人が急に家出したら、残された大家族はパニックになりますよね。 そのパニック状態（興奮）がガンマー線という光を出すのです。 また、急に大家族に彼氏や彼女を連れて来ても、大家族内ではパニックになると ガンマー線が発生します。 でも、パニック状態は長くは続かなく、いつかは落ち着きます。そうするとガンマー線は止まります。
お礼
ありがとうございます。 90Srとか他の核分裂生成物の人体への影響はどんなものなのでしょうか!?
- DIYsyoubou
- ベストアンサー率37% (45/121)
放射性同位元素であるヨウ素１３１は、通常のヨウ素はヨウ素１２６です。 ただ、体は毒性ヨウ素と無毒ヨウ素の違いが判別できず、吸収してしまいます。 ヨウ素は、甲状腺に蓄積させ、成長ホルモンの原料のなります。だから、小さな子どもは影響が大きいのです。 安定ヨウ素は、その甲状腺に蓄積させるヨウ素のバケツが満タンでないと蓄積してしまいますので、先に無毒なヨウ素で甲状腺のバケツ一杯にしてしまえば、後からくる有毒なヨウ素を蓄積できないから汗や尿、便、呼吸で排出されるのです。 ちなみ、放射性物質で半減期が長いセシウムと、短いヨウ素では、同じ放射できる能力の状態では、ヨウ素の方が怖いのです。 半減期とは、核物質が放射線（a線崩壊やβ線崩壊）をだして、別の物質変わってしまうのですが、元の物質が半分に崩壊する期間を半減期と言います。 であるからして、半減期が短い物質は、短い期間で沢山の放射線を出すのです。逆に長い期間の物質はゆっくり少ない放射線を出すから、放射線が出る前に体から排泄されてしまいます。 また、セシウムは筋肉中に一時的に溜まりやすいですが、筋肉は細胞分裂が少ないから影響が少ないですが、成長ホルモンをつくる甲状腺は細胞分裂が多く、また成長ホルモンが働く場所も細胞分裂が活発な部分で利用されるため、放射線でDNA（RNA二本分が螺旋になってます。）を傷付けられると癌化したりする可能性があるのです。筋肉の塊である心臓の癌を聞いたことありますか?無いのは、細胞分裂する機会が少ないからです。 DNAの片方のRNAが傷ついても、もう片方が残ってれば自動再生されますから、弱い放射線ではRNA２本分破壊される危険性は少ないし、DNA内の遺伝情報のほとんどは、意味ない鎖ばかりで、所々に設計図のDNAの鎖があるだけだから、今の濃度なら問題がおこらないのです。 参考：a線はヘリウム原子核（声の変わるヘリウムガスの元素内の－電子粒子２個無くなった原子） β線は、原子内の周りを回る－電子の粒子 中性子は、原子核内にある陽子でない、無電化粒子 γ線・x線は、一種の光（粒子はなく、電磁波です） 中性子のみの状態での半減期は１１分位で、核融合や核反応などしなく、中性子だけで存在すると さびしくなって、電子（－）と、陽子（＋）の粒子に変化して電化します。
お礼
ありがとうございます。 そういえば心臓の癌って聞いたことがないですね!!
- naznaz1111
- ベストアンサー率46% (64/138)
ヨウ素131は甲状腺ガンの原因として有名ですね。 人体は甲状腺にヨウ素を持って行きやすいので、蓄積されてリスクが高まる。 セシウム137も筋肉に100～200日ほど蓄積され、 強いγ線が放出されるので、危険とされています。 ですから、１，２の説明になりますね。 また、以上より判断基準とされてそうですから、3もあるかもしれません。 ４は毎度のことです。 ストロンチウム９０も骨に蓄積され、しかも長期間放射線を出すので、危険と言われています。 おそらく測っているとは思うのですが、検出されていないのかもしれませんね。
お礼
ありがとうございます。 やはり人体にどれだけ影響があるかという基準で見ていて、その基準が実用的だということですね…
- Saturn5
- ベストアンサー率45% (2270/4952)
私もちょっと疑問に思ったので調べてみました。 235Ｕは自然崩壊したり、中性子捕獲をしたりすると 安定な質量数９０程度の原子と質量数１３０程度の原子に 分裂するようです。このうち、１３０～１４０の原子の方が 不安定で放射能を持つことが多いようです。 （90Ｓｒなどの例外もありますが） その代表が137Ｃｓとか131Ｉです。 以下のＵＲＬに235Ｕが崩壊したときに現れる原子同位体と その収率が記載されています。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%A0%B8%E5%88%86%E8%A3%82%E5%8F%8D%E5%BF%9C 収率は137Ｃｓが６．８％、131Ｉが２．８％のようです。 質問者様が書かれているように、131Ｘｅや135Ｘｅも生成されるようです。 しかし、131Ｘｅは安定で放射能がなく、逆に135Ｘｅは半減期が９時間と 短いので問題にはならないのでしょう。問題になるのは半減期が数日から 数十年のものだと思います。短すぎるものは待てば消滅するし、長すぎるもの は放射性があるとは言いにくくなってくるからです。これに加えて、ヨウ素の ように低温で昇華するものは影響が大きいと思われます。 ただ、質問者様が言われるように90Ｓｒ（半減期２９年）について、あまり マークされていないのが心配です。カルシウムと近い元素で骨への取り込みも あると聞きます。チェルノブイリでは主な被害は131Ｉ、137Ｃｓ、90Ｓｒ の３種だったはずです。
お礼
詳しい解説ありがとうございます。 131Xeは安定同位体だったのですね… 90Srは他でも調べてみたら結構問題になっているようなので、90Srも要注意みたいですね。
補足
アルカリ/アルカリ土類金属同士なので、90Srがありそうな所には137Csもあるので、137Csがあるかをチェックしていれば概ね用は成すという感じでしょうか!?
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