私の RI 歴書

走馬灯のような放射線研究の思い出

五十棲泰人
Isozumi Yasuhito

うのである。原子炉関係の道は性にあわないと思っ

1 ．はじめにたので，物理実験をやれる研究室を探した。1965 年

77 歳になった。さすがに人生に疲れた気分にな

4 月京都大学大学院の学生として化学研究所清水栄る。そんな時，過ぎし日の想いが心を横切る。賑や先生の核放射線部門に入門した。修士学生 2 年のとかで活発な清水栄先生のもと放射線研究を始めた時

き期，何もわからずフランスに渡り R. J. Walen 先生

論的には重い原子核は E1 遷移が可能な巨大共鳴領のもと寂しくもあり充実した研究生活を送った時

域（Giant Resonance Region）を持つため，変形核の期，教授になったがため研究活動を中断して放射線安全管理で奮闘した時期。どの時期も放射線を相手回転レベルを通してラマン散乱が起きることが知られていた。実験内容は Li（p, γ ）反応からの高エネにした戦いだった。先陣を争う放射線探索の成功やル ギ ー γ 線（14.8 MeV，17.3 MeV） を 181Ta2O5 に 照

工夫を重ねた計測装置の完成で大喜びしたこと，アメリカの大先生 M. S. Freedman との論争でどうにも射し，181Ta からくる 10 MeV 以上のラマン線と回転レベルからの 303 keVγ 線を同時計数するものであならない絶望感を味わったこと，放射能汚染を起こる。加速器は住友原子力工業のバンデグラーフを約し除染作業でくたくたになったこと，大学の放射線2 か月占有，泊まり込みでデータ取りをやった。2 台

安全管理の対応で胃袋に穴が開きそうな思いをしたこと，明るい思い出や暗い思い出が走馬灯のようにの NaI（Tl）検出器（サイズ：5 φ× 5 ，5 φ× 2 ）を使って，303keV γ 線を同時計数スペクトル上で浮かぶ。放射線安全管理に関わる経験談はこのRI見つけることができた。この結果は核ラマン散乱のにふさわしいと思うが，思い出したくもない最初の実験的検証として速報 1） にでた。バンデグのが本音である。ここでは敬愛する先生のもとでラーフ内絶縁用の 7 m3 窒素ボンベを数十本単位でやった放射線研究の懐古譚を語ることにした。

何回も運び込んだこと，冷却器が故障で止まるたびにスイッチを入れに γ 線・中性子の発生している加2 ．清水栄先生と速器室内に飛び込んだこと，徹夜実験が続くなか歯歴書

原子核ラマン散乱の実験的検証を始めた。理痛が起こり仕方なくヤスリで自家療法をやったため

1964 年京都大学工学部原子核工学科の学部学生後で奥歯 2 本を抜く羽目になったこと。随分無茶をのときは，荒木源太郎先生の研究室で b 崩壊の理やったことを覚えている。加速器の長期間占有が難論を勉強し，将来は理論屋になりたいと夢見ていた。

しくこの実験は続かなかった。そして，加速器を使大学院への進学に際しても応用数学，量子力学の勉う実験はもうやるまいと決めた。

強を続けたいと思ったが，親爺の強い反対にあった。
理論では飯は食えない。技術を身につけろ

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No.770とい1967 年 4 月博士課程に進んで原子核崩壊に伴う原子の電離現象に興味を持つようになった。学部学

生の頃 b 崩壊の理論を勉強した関係で，研究テー

J.L.Campbell も同じ計算をやってその結果が先に学

マは b 崩壊に伴う K 殻電離 を選んだ。この現象

術誌に掲載された。彼らの結果が筆者の結果の約 2が起きると b 線とニュートリノのほか K 殻電子が倍であるのを知って，彼らの 2 電子反対称化の手続

飛び出し K 殻に空孔を残す。この K 空孔は外殻電きが間違っていると確信した。直ぐに間違いを正す子によって埋められ，同時に X 線またはオージェ速報を書いたが，このことが 4 年間も続く大きな論電子を放出する。すなわち，K 殻電離が起きると 2争になるとは思わなかった。Law と Campbell とのつの電子と K X 線が飛び出る。世界的には，この手紙によるやり取りの最中，アメリカ・アルゴンヌK X 線を検出して K 殻電離の全遷移確率を決める

研究所の M.S.Freedman 先生も議論に参入して来た。

実験が数多く行われるようになった。筆者は，全遷別格の大御所だったので，彼の手紙を受け取って非移確率を決めるだけでなく電離機構のより詳しい情常に驚いた。清水先生にも強烈な反論の手紙がきた。

報を得るため，2 つの電子のエネルギー和の関数と内容はして遷移確率を測定する実験をやることにした。測量子効果である

定には b 崩壊核種

Pm と Ni を選んだ。 Pm に対2 電子の反対称化を考慮すると遷移確率が下がるこ

してはアントラセン結晶を二分し切断面の中央にとは，量子力学を少し勉強した者なら，誰でも分か

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反対称化で遷移確率が 2 倍になることこそである。これは大きな間違いだ。

PmCl3 の溶液を垂らし乾燥後，二分した結晶を光る筈だ。論争の原因が単純な誤解によるものだと分電子増倍管上で接合し電子検出器とした。このようかって安心した。しかし，著名な Freedman から手にすればPm の K 殻電離後でてくる 2 つの電子を紙が来て以来，研究室の雰囲気が変わった。研究室

アントラセン結晶で捕えることができる。アントラでの議論はなくなり筆者が間違っていることを危惧

セン結晶から抜け出た 40 keV Sm K X 線をアントラしていることを肌で感じた。それでも，自分の計算セン結晶に密接させた 5 mm 厚の NaI（Tl）で検出し，結果を論文にして Physical Review に投稿したが，1 年電子信号と X 線信号の同時計測を行った。 N に対も待たされて，編集長名で掲載を拒否する旨の連絡しては大型の比例計数管（10 cmφ× 30 cm）内にが入った。レフリーの説明は一切なく，編集方針か線源を挿入して 2 つの電子を検出できるようにしら掲載しないという紋切型の返事であった。

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63た。この計数管の窓から出てくる 8.1 keV Cu K X 線

その後，フランスで開かれた原子物理学の若手研を隣接した小型比例計数管（5 cmφ× 30 cm）で検究者のための夏の学校で Freedman と直接議論する出し，電子信号と X 線信号の同時計測を行った。

機会を持った。筆者の拙い英話のせいか話が通じな計数管に挿入する Ni 線源の作成には苦労したが，いし，反対称化の議論をしても納得してもらえない。

ホルンバール（Formvar）を利用する薄膜作成技術

夕方薄く霞んだ地中海の波打ち際で途方に暮れていを使って解決できた。これらの実験結果をまとめてたら，Freedman と同じアルゴンヌ国立研究所の井学位論文とし，学術誌に投稿して直ちに受理され口道生先生が話かけてくれた。昼 Freedman と討論た。後になって，この実験が原子物理学の関連分野している姿が心配になって探しに来たのだ。筆者のの実験研究を紹介する教科書に詳しく取り上げられ話を丁寧に聞いた後，夏の学校に来ている理論屋のていることを知って何か誇らしい気になった。

J. W. Cooper と T. Åberg に相談するよう勧めてくれ

632）た。翌日先生に付き添われて彼らと話をしたら，原子核崩壊に伴う電離現象

3 ．論争に戸惑ってそのものに興味を示し，筆者の遷移確率の計算は国に帰って詳しく検討するの実験に並行してそのと約束してくれた。1976 年フランス・オルセー原遷移確率の理論計算もやった。清水研の先輩が，水子核分光センターの R.J.Walen 先生の研究室に滞在素型の相対論的波動関数を使って，K 殻電子と連続中に Law とも会う機会があった。先生の世話で 1 週状態の電子の重ね合せ積分（Overlap Integral）の計間毎日議論することができたが，彼は反対称化の議算式を作ってくれた。この式を基にして，主だった論に納得しないままスイスのセルンに戻っていっb 崩壊核種の遷移確率を計算した。その際，終状態た。その 1 か月後，Law から思いがけない手紙を受にある 2 電子の反対称化を忘れなかった。J. Law とけ取った。理論計算の間違いに気付いたということ

b 崩壊に伴う K 殻電離

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だった。更に Åberg からも手紙が来て，筆者の計算でいた。原子核崩壊，特に，電子捕獲崩壊や内部転に間違いがないことを知らせてくれた。1978 年に換過程のように軌道電子が原子核と直接相関する崩

やっと Cooper と Åberg の論文が出て長い論争に

壊では 2 重 K 空孔が生成されることが知られてい決着がついた。その後，Freedman 等は新しい理論た。しかし，このような崩壊に伴う 2 重 K 殻空孔計算の論文を出した。前の論文の誤りについての議の生成確率は，崩壊あたり 10 -4〜10 -5 と非常に小さ論があると期待していたら，引用文献欄に筆者とのく実験的に検証することは難しい。電子捕獲崩壊に議論を感謝するとのたった 1 行の記述しかなく，全対しては，1960 年から実験的試みが数多く行われく拍子抜けした。

たが，当時使用できた X 線用検出器のエネルギー3）分解能が不十分なこともあって，Ka h X 線を確認できるような実験はまだなかった。

4 ．R. J. Walen 先生と

電 子 捕 獲 崩 壊 に 伴 う 2 重 K 空 孔 の 生 成確率はWalen 先生と初めて会ったのは，夏の学校が終Ka h X 線を計数することにより実験的に決めることわってオルセーにある原子核分光センターを訪ねた時である。形式的な訪問のつもりが 1 週間近く滞在ができる。測定核種として 131Cs を選んだ。131Cs は
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Ba（n, γ ）反応で作った 131Ba の電子捕獲崩壊で生ますることになった。いきなりについて講演れてくる。実際には Ba（NO3）2 の粉末を中性子照射をさせられたり，所内の研究会に出席させられたり，論争した試料から，131Cs を化学操作で取り出す。筆者周りにある研究所に連れて行かれ所長や著名な研究は京大放射性同位元素総合センターの同僚の無機化者に紹介してくれた。生まれて初めて一人前の研究学屋から初歩の化学分離の手解きを受けていた。そ者として扱ってもらって本当に嬉しかった。帰り間のためイオン交換樹脂が 131Cs の分離精製に最適で際とあることが予想できた。半年以上工夫を凝らした結いう誘いを受け，その旨をしたためた清水先生宛の果，10 mmφ×120 mm，2 mmφ×70 mm，0.3 mmφ×

手紙を携えて帰国した。1976 年 9 月から Walen 先

15 mm の大中小 3 個のイオン交換樹脂用のカラムを生の研究室で共同研究を始めることになった。

使い分けて，0.5 g の Ba
（NO3）
2 から無単体 20 MBq の1，2 年オルセーで一緒に仕事をしないか

研究テーマは電子捕獲崩壊に伴う 2 重 K 空孔

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Cs を分離できた。特に，最小のマイクロカラムをの生成 を選んだ。電子捕獲崩壊では，通常，K 殻の使う過程で，ほぼ 100％の収率で，液滴約 40 μL 中に2 電子のうち 1 つが原子核に吸収され，原子は K 殻131に 1 つの空孔を持つ状態になる。非常に小さい確率感激してくれた。液滴中のわずかな交換樹脂の残該であるが，K 殻の 2 電子の内 1 つは原子核に吸収さは，真空蒸着装置を使って 131Cs を選択的にアルミれもう 1 つは外に飛び出す過程もある。このとき，ニウム箔上に蒸着することによって，取り除くこと原子は 2 重の K 空孔を持つ状態になる。この 2 重ができた。この線源で測定を始めたら予想外に 2，3日K 空孔の遷移は主に 2 つのＬ殻電子が 2 つの光子をで Ka h X 線が確認できた。統計を上げるため半年放出して K 殻に移る過程（2 光子放出過程）と 1 つに渡る長期測定を行った。論文を書く段階になっての光子を放出して K 殻に移る過程（1 光子放出過程）

意気揚々と 1977 年 11 月に日本に戻った。膨大な実とがある。2 光子放出過程で最初に飛び出す X 線は

験データの解析をやる間に，解析上の問題点が表わ2 重の空孔状態で発生するので，そのエネルギーはれその解決のため Walen は 2 度も 3 か月単位でオルCs を濃縮できたことが分かって Walen もいたく

1 重の空孔状態で発生する通常の Ka X 線よりエネセーに呼んでくれた。その間論文を完成させるため，ルギーが少し高い。この 2 重 K 空孔から最初に飛131

び出る X 線をハイパーサテライト K X 線と呼び，のプログラム開発，MCDF（Multi-Configuration Dirac-

Ka X 線と書く。1 光子放出過程では，2 つのＬ殻Fock）計算コードを使った多重空孔状態のエネル電子がほぼ同時に K 殻に移り Ka X 線の約 2 倍のエギー計算等必死で働いた。論文 4）ができ上がったのネルギーを持つ X 線を放出する。この 1 光子放出は 1982 年で，足かけ 6 年の大仕事であった。

hCs の分離精製法の効率化，条件付ピークフィット過程で飛び出す X 線を Kaa X 線と呼ぶ。当時，重Walen 先生とはいろんな思い出話がある。所長業

イオン衝突実験で原子の 2 重 K 空孔の研究が進んで忙しいにも関わらず，131Cs の分離濃縮作業を喜々

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Kaa X 線の最初の実験的検証になると思いすぐ論作業の開始前，実験室に日本式の雑巾がけをやって

文 5）にした。レフリーからは難しいコメントはなく，いると，やり方を聞いてドラフト内部に大きい体をCongratulation !

潜りこませて清掃を手伝ってくれる。時々，実験室んだ記憶がある。という言葉をもらって非常に喜は管理区域なのに構わず紅茶とお菓子を持って現1990 年京大化学研究所の助教授になるとすぐ bれ，隅にある小さい作業机を囲んで長話をした。

崩壊に伴う K 殻電離 の研究に戻った。b 崩壊では

Walen はオランダ人である。Marie Curie に憧れてフ原子の中心にある電荷が突然変化して原子を電離す

ランスに来てすぐに娘婿の J. F. Joliot-Curie に師事る。加速器を使って陽子を原子に衝突させる場合，した。ラジウム研究所に居た頃，約 1 Ci（37 GBq）

陽子の速度が軌道電子の速度より遅いので，中心部の Am-Be の中性子線源を日に 1 回指でつまんでガの電荷は断熱的に変化すると近似できる。断熱変化

ラス容器に移す操作を繰り返すことがあった。そのより突然変化の方が激しい内殻電離を起こし，X 線

結果，人さし指と親指に炎症を起こし，治ったころスペクトルは非常に複雑なものになるが，まだ誰もには親指の指紋が無くなってしまったといって，そ観測していない。そのようなスペクトルを最初に観の指を見せてくれた。人体影響を気にしない世代，測しようと決心した。それで，博士課程の学生と b

ラジウム研究所で活躍した多くの研究者が放射線障崩壊核種 35S からの X 線を高分解能で観測する実験

害の影響で亡くなったことを教えてくれた。これまを始めた。35S の K 殻電離で飛び出る X 線のエネルでの推定被ばく量から考えて，あの確率的影響のギーは約 2.6 keV である。このような低エネルギーLNT 仮 説（Linear non-threshold hypothesis） は 間 違

では Si や Ge 系の X 線用検出器を使っても分解能いだと思うとも言った。Walen 先生のもとで放射は足らない。そのため，アイソトープ線源からの低を骨の髄までエネルギー光子を高分解能で検出するための結晶分線・放射能の研究とはどんなものか叩き込まれた。

光装置を開発することにした。径 7 μm のカーボンファイバーを抵抗芯線とする位置検出用比例計数管，強力な磁石を使った小型の b 線排除装置，空5 ．一人になって気による X 線の吸収を無くすための特殊真空槽等

1977 年 11 月フランスから京大放射性同位元素総工夫を凝らして，約 2 年かけて，完成させた。結晶合センターに戻って，電子捕獲崩壊核種 Fe の 2 重分光装置を使う場合，線源の放射能強度は非常に強K 空孔から飛び出る Kaa X 線の探索実験を始めた。

くなければならない。通常の X 線検出器を使う場

重イオン衝突実験で Kaa X 線が見つかって以来，合の 103 〜104 倍の強度が必要である。35S は無単体原子核崩壊でも同じ X 線を見つける試みが行われの原液を市販品として購入できた。そのため分離・るようになった。筆者も Walen と探索実験を試みた

精製・濃縮は比較的簡単にイオン交換樹脂のマイクが失敗している。自然鉄の中性子照射試料から作成ロカラムだけででき，約 370 MBq の X 線分光用線

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した Fe 線源は多量の担体（ Fe， Fe， Fe）が含源の作成に成功した。このような強線源でも結晶分まれているため，これらが超微弱な Kaa X 線の観光装置による X 線スペクトル測定は 45 日かかった。

測を邪魔したと考えられる。Kaa X 線の観測には結晶分光装置の前で，毎日，スペクトルをはらはらCs 線源のような完全に無単体で不純物の無い線しながら見ていた。10 日目には予想どおりのスペ源を準備しなければならない。これが Walen とやっクトルであることが確信できて小躍りして喜んだ。

た実験の結果である。無単体の Fe は NEN（New最終的に得られた X 線スペクトルは，K 空孔だけEngland Nuclear, USA）に依頼して Mn（p, n）Fe 反でなく，KM-2 重空孔，KL-2 重空孔，KLM-3 重空孔，応で作ってもらった。NEN からの原液には不純物KLL-3 重空孔等の生成を示す非常に複雑なものだっとして Mn が含まれているのでイオン交換樹脂のた。この仕事は学生の学位論文となると同時に論マイクロカラムで取り除いた。このようにして作成

文 6）で公表した。筆者にとっては快心の仕事と思っ

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たが，反響はあまりなかった。 原子核崩壊に伴う研究をやっている。放射性同位元素総合センターや原子の内殻電離古巣の研究室に助けられて，いまも好きな仕事を続も原子物理学および原子核物理学の衰潮と共に興味を持つ研究者が少なくなったのだ

けることができて幸せな奴だと思う。

ろう。

（京都大学名誉教授）

1996 年 放 射 性 同 位 元 素 総 合 セ ン タ ー の 教 授 になった。そして 2006 年京都大学を退職した。この参 考 文 献

10 年間は学問的には不作の時代であった。京大の

1） S. Shimizu, et al., Phys. Lett., 25B, 124-125（1976）
2） Y. Isozumi, et al., Phys. Rev. C, 4, 522-535（1971）
3） J. W. Cooper, et al., Nucl. Phys. A, 298, 239-245（1978）
4） Y. Isozumi, et al., Phys. Rev. C, 25, 3078-3090（1982）
5） Y. Isozumi, Phys. Rev. A, 22, 1948-1952（1980）
6） D.Ohsawa, et al., Phys. Rev. C, 60, 044604（1-9）（1999）

放射線安全管理に関わる業務や国立大学の法人化に向けての対応業務等で謀殺され，学問どころではなかった。退職後すぐにがんが現れ，1 年間ボウに振った。その後，不作の時代の鬱憤を晴らすべく，やり残した実験データの解析や放射線検出器の開発

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