地表5cmと1mでの放射線測定値 二乗に反比例なら

質問

いつもいろいろ教えて頂き、感謝いたします。

放射線測定値に対する以下の理屈が正しいか、正しくなければどこがおかしいか、教えていただけたらと思います。よろしくお願いします。

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放射線を測定した結果、地表5cmで計測して0.05マイクロシーベルト(μsv)、1mで計測したときに0.06μsvだったとします。

この値は、次の３つの合計ということになると思います。
Ａ　空気中の放射性物質から出ている放射線
Ｂ　地表近くに積もった放射性物質から出ている放射線
Ｃ　地中深くの放射性物質から出ている放射線、または宇宙からの放射線

ＡとＣについては、高さ 1m の場所と 5cm の場所で、それほど違わないのではないかと推定できます。

放射線の強さは、放射線源からの距離の二乗に反比例して、弱まるので
Ｂの放射線は、高さ 5cm の場所より 1m (100cm) の場所の方が、

　(100cm÷5cm)×(100cm÷5cm)＝400

なので400分の1に弱まるはず。すると、0.05と0.06の差分である0.01μsvは、Ｂの400分の399に相当する。

　(0.01 μsv)÷(399/400)＝0.010025≒0.01μsv

5cm の高さでのＢによる放射線は0.010025μsvということになります。

【結論】
　地表１ｍでは、Ａ＋Ｃが0.5μsv、Ｂが0.000025μsv
　地表５cmでは、Ａ＋Ｃが0.5μsv、Ｂが0.01μsv

「地表に積もっている放射性物質の影響は軽微で、土壌を入れ替えたりしても改善するのは0.01μsv程度である」

回答No.1

sanori · ベストアンサー

こんにちは。

結論から申し上げると、おかしい、ということになります。

「距離の２乗に反比例する」は基本ですが、これが成り立つのは、放射性物質がある１点に集中している場合であって、ある程度以上広い面積に平面状にばらけている場合は、「点からの距離のゼロ乗に反比例」、つまり、距離に関係なくなります。

あと、現実にはこんなことはありませんが、放射性物質が電線みたいな１本の直線の上にばらけている状況ですと、これは「線からの距離の１乗に反比例」、すなわち距離に反比例となります。

これらのことは、積分を使うとわかることですが、大学で電磁気学を習った人だと楽勝でわかります。
放射性物質を電荷に取り替え、放射能ないしは吸収線量を電場の強さに取り替えれて考えればよいのですから。

ちなみに、α線は、たとえ地面の最表面に付着していても空気中でさえ数ｃｍしか飛べないので、計測される放射線全部に占めるα線の割合が多い場合ですと、ある程度以上地面から離れると、地面からのアルファ線は全くカウントされなくなります。

お礼

なるほど、積分してみて納得しました！

回答No.3

misawajp

質問者には　測定精度に関する認識が欠けています（理論と実際の差異についても）

0.06　とか0.05とかの測定値は　有意差があるかどうかの検証から必要です
測定誤差・再現性等全て適切であったとしても、測定値0.05と0.06に有意差があるとは言い切れません
（測定器・測定の諸問題の影響を無視しても、１例だけでは有意差は無いと判断するのが妥当です）

それほど測定は難しいことなのです（特に放射線の意義ある測定は難度が高いです）

十分に校正された測定器で、熟練した測定者による測定で、測定値が　0.050　と　0.060　ならば　その違いに意義はあります

質問のことは　どのようにも考察できます（0.06の方が放射線量は少ない　との解釈もできないことはありません)

回答No.2

rnakamra

この議論は間違っています。

実は逆2乗則に従う場合、地面に一様に放射性物質が降り積もっていると仮定すると。放射線量は地面からの距離に関わらず一定です。

このことは電気力線のアナロジーですぐに証明できます。簡単に言えば地面の1点から出ている放射線を計ると逆2乗則で減衰しますが、地面全体からのものを足し合わせると全く減らないということです。

但し、実際には空気による放射線の吸収があるため、地面から離れると減衰していきます。