３章
物質

放射性物質から出る放射線の物理的性質や生体への作 用は、放 射 線の種 類とエネルギーによって決まり、天１．放射線と放射性物質

電子
原子核

放射線には、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、エックス

地球や宇宙にあるすべての物質は、「原子」からでき線、中性子線などの種類があります。セシウム１３７の場ています。原子は、原子核とそのまわりを回る電子から合、中性子が過剰で不安定な状態のため、中性子のうち構成され、原子核は、陽子と中性子で構成されます。電１個が電子を放出し、陽子に変わりバリウム１３７ｍとなり子は、マイナスの電荷をもっています。一方、陽子は、電ます。
このときに放出される電子がベータ線です。バリウム子と同じ大きさのプラスの電荷をもっています。中性子

１３７ｍは、まだエネルギーが高く、不安定な状態のため、は、電荷をもっていません。

エネルギーを電磁波として放出し、放射線を出さない安原 子が電 気 的な中性を維 持するため、電 子の数と陽子の数は基本的に同じです。原子の化学的な性質

原子然か人工かによる違いはありません。

定同位体のバリウム１３７になります。
このときに放出される電磁波がガンマ線です。

は、電子の数と配置によって決まることから、電子の数１９０１年に第１回ノーベル物理学賞を受賞したドイツと基本的に同数となる陽子の数によって決まることになのレントゲンが、１８９５年、真空管の一種である放電管をります。そこで、原子核のもつ陽子の数を「原子番号」使った実験中にエックス線を発見しました。エックス線は、といいます。
また、陽 子の数が同じもの同士でまとめた人工の放射線でガンマ線と同じ電磁波の一種です。

ものを「元素」といいます。
陽子と中性子の質量は、ほぼ同じです。一方で、電子の質量は、陽子や中性子の質量の約１,８００分の１です。

原子核
陽子
中性子

動画
「原子の構造」

原 子

原子核＋0−

陽子
中性子

電 子

電気事業連合会■安定同位体と放射性同位体
水素１ 水素211

水素3 炭素１2 炭素13 炭素14（トリチウム）

1６66セシウム セシウム セシウム133 134 137
555555

原子核
中性子数
性質

放射線は、物質を通り抜ける力（透過力）をもっていま計何個あるかでほぼ決まります。
このことから陽子と中性す。
しかし、その力は放 射 線の種 類によって違い、適 切子の数の合計を「質量数」といいます。陽子の数が同一な材料や厚さなどを選ぶことによって、さえぎることができ（同じ元素）でありながら、中性子の数が異なる原子をます。

エネルギー的に安定で、地球や宇宙の年齢程度の時めることができます。ベータ線は、アルミニウムなどの薄い間では変化しない原子を「安定同位体」といいます。一方、金属板やプラスチック板、ガンマ線やエックス線は、鉛や原子には高いエネルギーをもった不安定な状態のものが厚い鉄の板、さらに中性 子 線は、水やコンクリートによっあります。時間の経過とともにその中心にある原子核が、高てさえぎることができます。

速の粒子や電磁波を出して、安定な状態になっていきま

また放射線には、透過力だけではなく、電離作用、蛍光す。
こうして放出される高速の粒子や電磁波が「放射線」作用といった性質もあり、各特性は医療や工業、農業などです。放射線を出す能力を「放射能」といい、放射能をもつのさまざまな分野で応用されています。

０安定12６

安 定 放射性 安 定

78787982

安 定 放射性 安 定 放射性 放射性Ｒａｄｉｏｉｓｏｔｏｐｅ）」といいます。
ＲＩは、放射線を出すことで別の原子になります。RIを含む物質が「放射性物質」です。

４．放射能の減衰

例えば、水素原子の場合、水素１、水素２、水素３が自然ＲＩの放射能は、時間がたつにつれて弱まる性質があ界に存在します。
このうち、水素１と水素２が安定同位体、り、これを減衰といいます。
また、放射能が半分に減るま水素３がＲＩです。炭素原子の場合、炭素１２、炭素１３、炭でにかかる時間を「半減期」あるいは、「物理学的半減素１４が存在し、炭素１２と炭素１３が安定同位体、炭素１４期 」といいます。
ＲＩの種 類によって半 減 期は異なり、数がＲＩです。
また、セシウムの場合、セシウム１３３が安定同位秒以下の短いものから、１００億年を超える長いものまで体、セシウム１３４、セシウム１３７はＲＩです。

あります。半減期を２回、３回経過すると、放射能はそれぞれ最初の４分の１、８分の１になります。

２．放射線の種類
放射性物質には、地球の誕生時から自然界に存在するものと、宇 宙 線の作用でつくられるもの、原 子 炉な

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例えば、最も透 過 力の低いアルファ線は、紙１枚でと原子を「放射性同位元素」あるいは「放射性同位体（ＲＩ、

電 荷

陽子数

したがって、原子の質量は、原子核に陽子と中性子が合「同位体」といいます。

放射線

３．放射線の性質

なお、体 内に取り込まれた放 射 性 物 質は、臓 器や組織に取り込まれた後、排 泄されます。排 泄によって体 内の放 射 性 物 質の量が半 分になる時 間を「 生 物 学 的 半減期」
（P.５７参照）といいます。

■セシウム137が放射線を出すしくみ

セシウム137
陽 子：55個
中性子：82個バリウム137m
陽 子：56個
中性子：81個バリウム137
陽 子：56個
中性子：81個中性子が過剰なので不安定→電子を1個放出して中性子が1個陽子に変わろうとする

まだエネルギーが高く不安定な状態が続く→エネルギーを電磁波として放出して安定な状態になろうとする

安定な原子、
もう放射線は出さな
い 安定同位体

これがベータ（β）線の正体 これがガンマ（γ）線の正体※バリウム１３７ｍは「エネルギーの高い状態のバリウム１３７」を表し、同じ種類の原子でも違う構造をしているため、バリウム１３７に「ｍ（metastable、メタステーブル）」を付けて区別します。
出典：東京工業大学 松本義久氏 資料より作成■放射線の種類と透過力
α線を止める

β線を止める γ線、Ｘ線を弱める

アルファ（α）線ベータ（β）線
ガンマ（γ）線
エックス（Ｘ）線

紙

アルミニウムなどの薄い金属板

鉛や鉄の厚い板

中性子線を弱める

中性子線
水素を含む物質
例えば水やコンクリート
出典：原子力・エネルギー図面集■放射能の減り方1■物理学的半減期※

放射性同位元素 放出される放射線最初の量

放 射 能の量・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

放射線と放射線防護■原子の構成どで人工的につくられるものがあります。
しかし、それらの・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

放射線と放射能の性質

1/2
半減期1/4
半減期
1/8
1/16

半減期
半減期

半減期

ヨウ素131

β・γ8日

セシウム134

β・γ

2.1年

コバルト60β・γ5.3年

トリチウム

β

12.3年

ストロンチウム90

β28.8年

セシウム137

β・γ30.2年

ラジウム226α・γ1,600年

プルトニウム239

α・γ

2.4万年

カリウム40β・γ

13億年

ウラン238

α・β・γ

45億年

（時間） ※壊変生成物（原子核が放射線を出して別の原子核になったもの）
からの放射線も含む

出典：（公社）日本アイソトープ協会「アイソトープ手帳１１版」より作成

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