第56回アイソトープ・放射線研究発表会
７／５（金）東京大学

資料

これまでの放射線教に関係する取り組み紹介
資料１：クルックス管とＸ線写真
資料２：ＳＰＰの取り組み
資料３：放射線教育の教材開発
資料４：放射線の生物影響
資料５：原子力防災
永平寺町志比北小学校 小鍜治 優

４．クルックス管から発生するＸ線の確認＜使用した実験機器１＞

資料１：クルックス管とＸ線写真• クルックス管７種（うち、6種が冷陰極式クルックス管）①十字板入り（H16年購入）②蛍光板入り（H29年購入）③十字板入り（H7年購入）④ブラウン管タイプ（H22年購入）…熱陰極式クルックス管⑤回転車入り（H12年購入）⑥十字板入り（購入日不明）⑦蛍光板入り（購入日不明）
ブラウン管タイプ④

蛍光板入り②⑦

十字板入り①③

回転車入り⑤

＜使用した実験機器２＞
誘導コイル：島津MK-100N（H19年購入）
仕様 火花長さ：100mm(約10万V)，断続器：無接点電子スイッチ制御，
電源：AC100V 約70VA
放射線測定器：シンチレーションサーベイメータTCS-172 ALOKA製
仕様 測定線種：γ線，エネルギー範囲 50keV～3MeV
検出器：NaI(Tl)シンチレーション検出器，線量当量率 ＢＧ～30μSv/h

＜Ｘ線写真撮影＞• FUJIFILM インスタントカメラ チェキ用フイルム使用
現像液がフイルムの端に入っており、現像液を押し出すことでポジ写真• ダーク（遮光）バッグの中で，黒いカセット（10枚のフイルム入り）内のフイルムを1枚取り出し，厚紙の封筒に移し替え• 封筒の正面には厚さ６MMの鉛板を貼る
ポジの写真• 封筒をクルックス管に貼り付け、1分間放電• カメラにフイルムを戻して、シャッターを切って，チェキの現像用ローラーを通してフイルムに現像液を拡散

フイルムの入った チェキフイルム
（１枚）
カセット
インスタントカメラ：チェキ （１０枚入り）

ダークバッグ

厚紙の封筒（鉛板）クルックス管No

正面

上面

横面

後面

①十字板入り○○○×＜Ｘ線写真の結果＞ ②蛍光板入り

△○

○

○

③十字板入り○○○×④ブラウン管××－－⑤回転車入り

××

×

×⑥十字板入り○○○×⑦蛍光板入り××××※十字板は立てて使用した．
※◯鮮明に撮れている，△やや不鮮明だが撮れている，×撮れなかった，－撮影不能

＜Ｘ線写真の実際＞①永中（十字板入り）②永中（蛍光板入り）③上中（十字板入り）⑥松中（十字板入り）

資料２：ＳＰＰの取り組み

H23年 ２回目のＳＰＰに取り組んだねらい• 基礎教育段階である義務教育に先端科学・技術につながる内容をどこまで取り入れるか• 学校教育において原子力や放射線が扱われることがほとんどなかったことにどう対応するか• 原子核エネルギーの存在等の様々な議論に対して、情緒的ではなく，科学的・合理的な根拠に立脚した議論ができる力を発展充実

３．１１ 東日本大震災（東北地方太平洋沖地震）
福島第一原子力発電所事故

このまま、当初の予定通り進めてよいのか？ 立ち位置は？

Ｈ２３年 ＳＰＰの取り組み内容
テーマ：「放射線で見る科学と技術の最先端」
連携先：福井大学医学部
参加校：上志比中学校、永平寺中学校、松岡中学校、灯明寺中学校＜日程＞• ７／６（金） ＳＰＰ事前講義（放射線に関する基礎知識）• ８／１（月）、２（火）、６（土）• １日目…霧箱で放射線をみる、Ｘ線写真撮影、放射線の吸収実験• ２日目…放射線の吸収実験、データ処理• ３日目…放射線の利用（高速増殖炉もんじゅ、美浜原電ＰＲ館見学、福井県立病院陽子線治療施設見学）• ９／１７（土） 合同成果発表会、講演会（若狭湾エネ研）

事前講義＜１学期中 ２時間＞
• 「放射線とは何か」• 「福島第１原子力発電所で何が起きたのか」などの問題提起• 放射線の発見の歴史などをもとに講義 など

大学での講義・実験実習・施設見学＜夏季休業中 ３日間 希望者16名＞• 放射線管理の仕事内容と取り扱いの注意事項• 放射線の単位についての講義• 霧箱製作と放射線の飛跡の観察• X線の透過と遮蔽実験• 自然放射線の測定、アルミ・骨・ハムを使った放射線の吸収実験• 高速増殖炉「もんじゅ」の見学や福井県立病院の陽子線治療施設での講義と見学 など

まとめと発表原稿作り＜実習後～９月中＞• 学校の文化祭での発表• 全体での合同発表会• 県の原子力行政を中心的に担ってきた方による講演会 など

特徴的な取組
生徒がテーマを持って取り組む• ＜測定器への道＞…放射線の種類，エネルギーを測定するには？
• ＜加速器への道＞…粒子を加速する方法は？
• ＜診断治療への道＞…診断や治療に必要な放射線の性質とは？
• ＜エネルギーへの道＞…発電に使われる核分裂反応とは？
• ＜数学への道＞…放射線に関する理論とは？
• その他：環境問題，エネルギー問題，医療問題などの社会科学的課題に対応、エネルギーや医療の専門家に講義、質問、助言

＜加速器への道＞…粒子を加速する方法は？

＜診断治療への道＞…診断や治療に必要な放射線の性質とは？

線源：ストロンチウム、β崩壊

＜数学への道＞…放射線に関する理論とは？
１円玉を５枚同時に投げて表が出た枚数（１００回試行）

その他

・放射線の取り扱い上の注意（遮蔽、離れる、作業時間短縮）
・管理区域内での作業の実際（注意事項など）・施設の維持管理
・放射性廃棄物処理の実際（日本アイソトープ協会へ）
・放射線を使っている治療施設の種類
・放射線の単位（ベクレル：Ｂｑ、シーベルト：Ｓｖ、グレイ：Ｇｙ、違い）

線量計

福井県立病院陽子線治療施設

がんとは？
がん治療の方法（外科手術、化学療法、放射線治療）
放射線治療の種類（Ｘ線・密封小線源・陽子線・炭素線治療
陽子線の性質陽子線治療の実際
陽子線治療はどんながんに効くか
陽子線治療施設の紹介
治療費
陽子線加速器の仕組み

福井県の原子力政策
県の原子力５０年の歩み（本人は４０年間関わる）
福島第一原子力発電所の事故→どういう経緯で事故が起こってしまったか→放射線の人体影響
福島を踏まえた今後の対応（地球環境とエネルギー資源）→今後のエネルギー費負担大→環境負荷の増大→自然エネルギーと原子力エネルギーの比較

もんじゅ見学→高速増殖炉の仕組み→もんじゅナトリウム漏れの実際→ナトリウム漏れ火災対策→ナトリウムの性質

資料３：放射線教育 教材開発

２３Dー３０２
日本理科教育学会
第64回全国大会（愛媛大学）

放射線を指導するための教材開発
小鍜治 優（吉野小学校）
藤井 豊（福井大学）
葛生 伸（福井大学）
大磯 眞一（原子力安全システム研究所）

①放射線（放射性物質）とは？
•五感では感じることができないが身のまわりにあるもの•高エネルギーの粒子、電磁波（光）…α線、β線、中性子線など…ガンマ線、Ｘ線など•他の物質を電離させる性質をもったもの

放射線モデルづくり

原子の構造、放射線を学習するモデル教材

He原子モデル Ne原子モデル

Ｋ４０原子モデルAr原子モデル

原子のつくり整理板…陽子と中性子を比較

原子の構造、放射線を学習するモデル教材

U238原子モデル

・セシウム１３７、ウラン２３８、ヨウ素１３１、ストロンチウム９０などの原子モデルを製作
・アンバランスな原子核から、崩壊時α線、β線、γ線がでる（Ｐｏ以上の原子、放射性同位体）
・核外の放射線（制動Ｘ線・特性Ｘ線などの説明にも）・＋やーの電荷を持った放射線は、電子との相互作用で、電離作用を起こしやすい

リモコン

ＵＶライト
ＵＶチェックビーズ（０．１２ｋｅＶ：紫外線）（１．２ｋｅＶ：Ｘ線）（１．２ＭｅＶ：γ線）

デジカメ・ビデオカメラ（０．１２ｅＶ：遠赤外線）

放射線とは、目に見えない、高エネルギーの光

放射線の観察・測定※放射線の存在を直接、感じさせる方法

ドライアイスを使わない（ペルチェ素子使用）霧箱

はかるくんで、放射線測定

α線の衝突痕（左）観察
線源：ラジウムボール24ｈ（株）サンルックス
プラ板Ｓｕｎ９：ＣＲ３９

②放射線の基本的な性質とは？
赤外線から紫外線の長波長のエネルギー• 高エネルギーを持つ• 化学変化では、１分子当たり、０．１～１００ＥＶ程度で電子が引き抜かれたりして化学結合が切れる。
• 放射線では、２０ＫＥＶ～５ＭＥＶ程度のエネルギー• つまり、数百～数千万倍のエネルギーの違い• 透過性を持つ• 電離作用がある• 分子から電子を蹴り出したりして、イオン化すること。
• 化学結合を切断し、分子の構造変化や破壊につながる。

放射線の透過性
Ｘ線球や一部の真空管
可視光の透過性

レントゲン写真
ＭＲＩ 画像チェキフイルムを使った、比較的簡単なX線写真撮影
ＲＧＢ

原子核の崩壊…半減期モデル
セルロース：βグルコースが、グリコシド結合して、つながったもの

セルロースの分子模型：黒がＣ１２，黄色がＣ１４、赤がＯ、白がＨを表す

セルロースの半減期分子模型：黄色のＣ１４が、崩壊して青色のＮ１４に変化するモデル

放射性元素は固有の半減期を持つ半減期（核の崩壊）は、熱などで影響されない！

③放射線の単位（Ｂｑ、Ｇｙ、Ｓｖ）とは？

• ＜新聞記事＞

ベクレルとは？

• 【福島県の「市販の梅干し」から 65 BQ/KGのセシウム】• 2012/8/6 厚生労働省公表の放射能の検査結果によれば、福島県 いわき市の「市販の梅干し」（うめぼし）から１キロ当たり６５ベクレルの放射性セシウムが検出されました。
• 採取日は７月３０日。放射線測定器はゲルマニウム半導体検出器。
ストロボ発光装置を使った崩壊のイメージ

発光 ３９００ｒｐｍ※成人（体重６０ｋｇ）の人で、Ｋ４０から４０００Ｂｑ
Ｃ１４から２５００Ｂｑなど

ヨウ素131が30万原子あった場合、その放射能はどれほどか？
→図のように、2mmの発泡ポリスチレン球を、ヨウ素の原子に例えて、30万個のヨウ素原子のうち、毎秒何個崩壊するかを計算してみる
１秒間に崩壊する原子核（放射線の数）ｎは、ｎ＝０．６９３Ｎ／Ｔ で求められる。
（Ｎ…放射性原子核数、Ｔ…半減期）
３０万個＝３×１０＾５個
半減期８日＝８×２４×６０×６０S＝７×１０＾５S＝０．６９３×３×１０＾５／７×１０＾５＝０．３Ｂｑ

φ2ｍｍの発泡ポリスチレン球30万個０．３ベクレル

ちなみに、ヨウ素131が１モル（６．０２×１０＾２３原子）あると、７００ＰＢｑ（ピコベクレル）の放射線が発生する。

放射線の単位（Ｂｑ、Ｇｙ、Ｓｖ）とは？

・放射線の人体への影
響を表わす単位・放射線防護のための特殊な単位

ベクレル
（Bq)
放射能の強さ１秒間に何個原子が壊れるか発射した弾の数（ピストルに例えて）

火の強さ

原子核の壊辺が１秒間に１回起こっている時を１ベクレルと定義

グレイ（Gy)
吸収線量

物質にどれだけのエネルギーを与えるか当たった球の数

上がった
温度

物質や人体１kgに１Jの放射線によるエネルギーが与えられたとき１Gy※人などに与えられたエネルギー

シーベルト（Sv)
線量当量（線質係数が必要）

放射線の種類による違いを考える

玉の大きさで重みづけした値

熱に対す
る弱さ

吸収線量（Gy)×放射線加重係数＝線量当量（Sv)※人体への影響は、人体内での電離の度合いできまる

シーベルト（Sv)
実効線量（線質係数と部分被曝の補正係数が必要）

人体のどこへのどんな被曝かを考える

球がどこに当たったかを加味した値

Σ線量当量×荷重係数＝実効線量当量（Sv)※不均一な被曝での人に対する危険の尺度を示すもの

線量率(ｍＳｖ／ｈ：ミリシーベルト毎時など)は時間当たりの線量で瞬間的なもの。これを積算すると線量になる。

④放射線の人体への影響とは？
放射線の大きさを、体積で比較して理解させる・・・

表より、１０Ｓｖの放射線を一度に浴びると人は死に至る。これは、
１０Ｓｖ＝１０Ｇｙ＝１０Ｊ／ｋｇ
これは１ｋｇの体温を、０．０２４℃ 上昇させる。
これは、たいしたエネルギーの量ではないようであるが、エネルギーから考えると、０．０２４℃／ｋｇは、約３万個の放射性粒子が１つの細胞に当たる計算になる。
これにより、臓器などが破壊されて、人は、死に至ると考えられる。
（「放射能と人体」落合栄一郎著 講談社ブルーバックス）

「放射線の影響分子モデル」 （株）関西電子ビームとの連携授業
電子線照射技術で・架橋：橋かけ・グラフト重合：接ぎ木・切断：分解を分子模型で説明する

グラフト重合モデル
架橋モデル

切断モデル

放射性ヨウ素と甲状腺ホルモン
骨（ヒドロキシアパタイト）とＣａ，Ｓｒ
ＰＥＴでの放射線の利用

左：ブドウ糖、右：ＦＤＧ（Ｆ18…黄土色）

放射性ヨウ素を取り込んだ
甲状腺ホルモンの一種：チロキシン（Ｔ４）のモデル（ヨウ素原子４つが使われる）：安定ヨウ素（こげ茶）２原子、放射性ヨウ素（黄土色）２原子モデル

橙色の球がＣａで、一部に、Ｃａのかわりに黄色の放射性Ｓｒ90が材料として使われた骨（ヒドロキシアパタイト）のモデル
Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２↓↑Ｓｒ２＋

⑤放射線防災とは？
放射線被曝を防ぐ三原則
・遮蔽・離れる
・時間を短く

霧吹きの水滴で赤外線ストーブで※京都大学 幸浩子（みゆきひろこ）先生

放射性物質除染モデル

資料４：放射線の生物影響

Ｒ元年８月５・６日
日本エネルギー環境教育学会（於：高知工科大学）

紫外線の生物影響と修復 PART.1
小鍜治優*， 大磯眞一**，田中幸枝***，藤井豊****永平寺町志比北小学校，**原子力安全システム研究所， ***福井大学

５．ブラックライトの土壌細菌への影響
ふたあり

ふたなし

ブラックライト照射時間（分）０102０304０

５０シャーレの蓋あり

９２１０８７３７９７６８２９０８３４５７５８２６２シャーレの蓋なし

１６０
１６０

１５５１５３

１１１
１４０

５２
９８

１１２８２

ポリスチレン（PS）シャー
レの紫外線遮へい効果が見られた！
蓋をしたシャーレに青色光光源として利用

６．殺菌灯の土壌細菌への影響

殺菌灯の照射時間（秒）

０

５１０

１５２０

シャーレの蓋あり

104106117122110
12991
121

90116

38
79

711110シャーレの蓋なし

ポリスチレン（PS）シャーレの紫外線遮へい効果が見られた！
今後、シャーレの蓋は外して実験をする

６．殺菌灯の土壌細菌への影響

殺菌灯照射時間０秒

１０秒

２０秒

３０秒

４０秒

2月22日 殺菌灯とシャーレの距離

10ｃｍ

300

100

2月22日

20ｃｍ

300

200

2月24日

30ｃｍ

74000

2月24日

40ｃｍ

74

4640

2月27日

40ｃｍ

300

219

1610

2月28日

40ｃｍ

300

19148

※この実験では、すべてシャーレのふたを取って殺菌灯を照射した
1 ※殺菌灯をフタを開けたシャーレに密着する
0と、10秒以上の照射でコロニーはできなかっ00 た。
3 ※殺菌灯は強力なことがわかったので、
5シャーレから40cm離して、短時間（20秒まで）照射で実験することにした。

７．実験方法• 細菌は、1/100万に希釈する。
• 殺菌灯とシャーレは、40ＣＭ離して、照射する。
• 殺菌灯の照射は、０、５、１０，１５秒と時間を変える（4種）。
• それぞれの照射時間のシャーレを、４枚ずつ作って、半分（2枚）は、続けて青色光照射を行う。（光回復実験）• 殺菌灯を照射するときは、シャーレの蓋を外す。
• 青色光は、60秒間、照射する。（シャーレの蓋はしたままで、ブラックライト使用）• 照射後、約36℃で、一晩保温する。

殺菌灯照射時間
殺菌灯のみ
殺菌灯、のち青色光(60S)

０５

１０１５（Ｓ）

８．殺菌灯照射後に青色光を当てた時の変化（光回復実験の結果）

９／６実験結果

９／７実験結果

９／１０実験結果

９／１１実験結果

最後に・・・• 放射線（EX.X線)の、土壌細菌に与える影響はどうか？
• DNAの吸光度は、塩基によって紫外線260NMを吸収極大としている（UVーC：殺菌灯の波長領域）。
• X線は、１PM（10-12M）～10NM（10✕10-9M）の波長を持つ電磁波なので、殺菌灯より、DNAには吸収されにくい（つまり、DNAは影響を受けにくい）。

資料５：原子力防災

平成２９年８月１９日～２０日（日）日本エネルギー環境教育学会第１２回全国大会
会場：美浜町 きいぱす
発表（２Ｂ－０６）

放射線・防災学習モデルの作成〜特に原⼦⼒防災訓練の実際〜
ＦＳＣ所属
小鍛治優(志比小学校)
木子雅之（美浜東小学校）
橋場隆（きいぱす）
葛生伸(福井大学)

２．これまでの取り組み内容＊
FSC内の議論を踏まえて以下のものを作成
放射線・原子力防災を想定した授業案および学級活動・学校行事における避難訓練前後の指導資料や避難訓練時マニュアルの作成

学習時間

小学校

中学校

①放射線・防災学習プラン（理科・総合）○１～２時間プラン
ＷＳ，配付資料○１～３時間プラン
ＷＳ，配付資料②避難訓練前後学習プラン（学級活動）○10～20分プラン
ＷＳ、配付資料○10～20分プラン、50分プ
ラン、ＷＳ，配付資料③避難訓練マニュアル（学校行事） ○避難訓練マニュアル ○避難訓練マニュアル※WS…ワークシート＊Ｈ２８年度日本エネルギー環境教育学会全国大会（北海道大会）で発表

47

放射線防災訓練の実際＜UPZ（３０ｋｍ圏内）の美浜町内の小学校の取り組み＞
１．美浜町丹生小学校の実践（平成25年6月16日）
２．美浜西小学校の実践（平成28年8月28日）
３．美浜東小学校の実践（平成28年9月28日）＜UPZ外（３０ｋｍ圏外）の取り組み＞
４．志比小学校の児童引き渡し訓練
５．永平寺町防災訓練
大野市富田公民館

丹生小

南条SA

美浜西小
大飯中

美浜町の広域避難場所

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＜実践例１＞美浜町丹生小学校の広域避難訓練…一時避難場所（美浜町総合体育館）、広域避難場所（おおい町大飯中学校）
平成２５年６月１６日（日）福井県原子力防災訓練
・県が策定した「原子力発電所近接５ｋｍ圏の住民避難計画（別添参照）」の検証を主眼として，平日の事故を想定し，実際に，丹生・竹波地区の指定避難所である大飯中学校まで避難する。

49

＜実践例２＞美浜町美浜⻄⼩学校の広域避難訓練…⼀時避難場所（美浜⻄⼩学校）、広域避難場所（⼤野市富⽥公⺠館）
平成２８年８月２８日（日）福井県原子力防災訓練
・県が策定した「原子力発電所近接３０ｋｍ圏の住民避難計画」の検証を主眼として，平日の事故を想定し，実際に，福井県大野市の指定避難所である富田公民館まで避難した。

50

＜実践例３＞

１．日時 ：平成28年9月28日（水）2時間目終了後（10:20－11:25）
２．学校と学年 ：美浜東小学校全校児童
３．場所：教室及び体育館
４．教科と単元 ：第2回避難訓練（原子力災害）

51

５．事故想定：
Ａ時：大飯発電所3号機が定格熱出力一定運転中、若狭湾沖における地震発生により、使用済燃料ピット冷却材が漏えい（警戒事態）
Ｂ時：原子炉自動停止すると共に、蒸気発生器伝熱管が破損（施設敷地緊急事態）=>美浜東小学校災害対策本部の設置
Ｃ時：原子炉冷却材系統の配管が破損し、原子炉格納容器内で原子炉冷却材が漏えいすると共に、非常用炉心冷却装置による注水に失敗（全面緊急事態）
4号機は原子炉格納容器内で原子炉冷却材が漏えいするが、非常用炉心冷却装置により原子炉の冷却が維持され安定となる。
=>UPZ圏住民の屋内退避
Ｄ時：さらに事態が進展して放射性物質が放出され、その影響が発電所周辺地域に及ぶ（OIL1超過）=>UPZ圏住民の避難指示（美浜町民は大野市への避難）=>児童の保護者への引き渡し（学校に避難指示が出た場合は大野市で引き渡し）52

事故想定と避難の段階

B
DCＡA

B
C
D

OIL1
53

OIL2

10:20 【訓練開始－屋内退避指示】 C時
・教室に入る・窓は閉めて施錠
・巡回チェック（教職員）・マスク配布・マスク装着後待機・（職員室）災害対策本部（教職員）＜避難訓練の実際＞

10:35 【避難指示】 D時
・廊下に整列・体育館へ移動
・体育館に全員集合・確認
10:38【状況の説明】
・校長先生から状況説明54

10:41【引き渡し訓練】
・地区ごとに再集合
・引き渡し模擬訓練の説明【模擬訓練】
・保護者役到着・保護者確認・児童引き渡し【避難指示が出た場合の解説】
・教頭先生によるプレゼン資料を使った解説
避難場所※避難訓練配付資料参考
避難の方法
持ち物確認
避難の服装
避難の移動方法
一時避難場所
広域避難場所へ移動の場合スクリーニング
避難場所に着いてから家族といつ会える？
【終了挨拶・解散】55

56