理科

エネルギーと科学◆放射線が人体に与える影響（ 4 ）放射線とは理

一度に多量の放射線を受けると人体を形作ってい

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・電流とその利用（電流）・科学技術と人間（エネルギーと物質、自然環境の保全と科学技術の利用）
・大地の成り立ちと変化（地層の重なりと過去の様子）

科『放射線について』
J-POWER」を用いる。シーを評価するには「シーベルト（Sv）
ベルトで表した数値が大きいほど、発がんや遺伝性影響のリスクが高くなる。また、放射線のエネルギー」る細胞が壊されて、さまざまな影響が出る。しかし、 が物質や人体の組織に吸収された量は「グレイ（Gy）
放射線が人の健康に及ぼす悪影響についてはまだ科学的に十分な解明がなされていない。 10 0mSv 以
下の低い放射線量を受けることで将来がんなどの病で表す。

◆自然放射線と人工放射線技 術 分 野 …材料と加工の技術

また、これまでのところ、被ばくをした人の子孫にトリウム、ラジウムなどの放射性物質が含まれてい技 術 分 野 …エネルギー変換の技術

放射線の影響があるという充分な研究結果は得られて、これらは絶え間なく放射線を出している。身近ていない。しかし、低線量被ばくについては、安全なところでは食物に含まれている微量の放射性物質

理性を確保するために、多くの知恵を集めて、早急にや土壌、建材などからも出ている。また、宇宙から科 ❸ エネルギーと科学検討し、適切に対処することが必要となっている。

は宇宙線と呼ばれる放射線が地上に降り注いでいる。

国際放射線防護委員会（ICRP ＝専門家の立場かこれらの自然界に存在する放射線を自然放射線とその他の教科

科

エネルギーと科学

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（ 4 ）放射線とは『放射線について』
J-POWER◆放射線とは◎理 科：
・電流とその利用（電流）・科学技術と人間（エネルギーと物質、自然環境の保全と科学技術の利用）
・大地の成り立ちと変化（地層の重なりと過去の様子）◎その他の教科：・公民…私たちと国際社会の諸課題（地球環境、資源・エネルギー、持続可能な社会）・技術分野…材料と加工の技術
・技術分野…生物育成の技術・技術分野…エネルギー変換の技術

ら放射線防護に関する勧告をおこなう国際 NGO）は、◆人工放射線の利用

放射線は、高いエネルギーをもち、光の速さに近い高速の粒子（粒子線）と波長の短い電磁波に大別される。

●放射性物質から放出される放射線
アルファ

陽子
中性子物質」といい、放射性物質が放電子能」とよんでいる。原子力発電に利用されるウランは、核分裂

これらの特性を生かし、各分野で放射線が利用されている。

（原子核から飛び出るヘリウムの原子核）
α線

放射線を出す物質を「放射性射線を出す能力のことを「放射放射線には物を通り抜ける（透過）能力や、電子をはじく作用、物の性質を変える作用などがある。

ベータ◆粒子線（α線、β線、中性子線、陽子線）（原子炉、加速器などから作られる中性子線
高速で飛ぶ中性子の流れ）（加速器などから作られる陽子の流れ）
陽子線
エックス

ガンマ◆電磁波（X線、γ線）

X線

電子（β線）（原子核の外で発生、電子の軌道間移動からも生成される）するときに「放射線」を出すとともに、いろいろな放射性物質

γ線（原子核から出る）に変わる（壊変する）。

（出所）環境省「放射線による健康影響等に関する統一的な基礎資料平成25年度版」

42 ●放射線・放射能を表す単位
放射性物質＝放射線を出す能力（放射能）を持つグレイ（Gy）

放射線のエネルギーが物質や人体の組織に吸収された量を表す単位

放射線

ベクレル（Bq）

放射性物質が放射線を出す能力を表す単位
1 ベクレル＝ 1 秒間に 1 つの原子核が壊変することを表す。

人体が受けた放射線による影響の度合いを表す単位
放射線を安全に管理するための指標として用いられる。

私たちの身の回りにある放射ている自然放射線と、病院の X
線検査などで使われている人工●世界各国の大地からの年間平均自然放射線量スペイン
50.4（0.3）
アイル
ランド

32（0.2）

放射線がある。

世界各地における年間自然放射線

デンマーク
35（0.2）ドイツ
57（0.3）ルーマニア
中国
59（0.4） 69.9（0.4）

インド
41.5（0.3）

イタリア
74（0.5）陽江（中国）
69.9（0.4）

農学

わけ高い地域は、他の地域とくらべて土壌や岩石に含まれる放射性物質が多いことが原因と考えられている。

学習のねらい学習のポイント

オルビエート（イタリア）
560（3.4）

ラムサール
（イラン）
765（4.7）
ケララ・マドラス（インド）
1500（9.2）

工業◎ウリミバエの根絶◎素材の品質向上ために、あるいは縮小させるために放射線ひとつで、沖縄県で農作物に被害をもたら耐熱性、耐水性、耐衝撃性、硬さなどが向を使用する治療法である。用いられる放射していた。このハエを根絶するために「不上し、品質や機能を高めることができる。

放射線治療はがん細胞の成長を遅らせる

ウリミバエは繁殖力の強い有害ミバエのプラスチックやゴムに放射線を当てると、線の種類には、X 線、γ（ガンマ）線、電妊虫放飼法」が用いられた。この手法は、子線などがある。放射線は細胞の DNA に増殖させたウリミバエのサナギにγ線を照自動車のラジアル作用し、細胞が分裂して数を増やす能力を射して生殖細胞を破壊し、その不妊虫を野タイヤにもこの技術なくしたり細胞が自ら死んでいく現象を増に放って野生虫と交尾しても卵がふ化しなが使われており、強強したりして、がん細胞を消滅させたり少いようにする方法である。

度を上げ、品質の安なくしたりする。

不妊虫をどんどん野に放せば野生虫同士体の外から放射線を当てる「外部照射」と、体の内側からがん細胞やその周辺に放がて撲滅でき射線を当る。 沖 縄 県

てる「内で は 1972 年部照射」

から根絶実

ラジアルタイヤ◎放射線照射食品1993 年 ま で放射線照射食品とは食中毒の予防などのにウリミバエ
重粒子線がん治療照射室

ウリミバエ

日常生活

でも食べられている。

◎年代測定

考古学や地質学、古代生物学などの分野◎ X 線検査
X 線検査は、私たちが病院で受ける医療では、年代の測定がとても重要である。考用のほか、空港などでの荷物検査にも使わ古学では「放射性炭素年代測定法」というれている。X 線を当てれば、かばんを開け方法を用い、遺跡の出土品に付着していたることなく透過像を見て内容物を判断した

すすなどに含まれる炭素 14 という放射性り、内部の物質の量を調べることで、年代を推定する物質を判定ことができる。

したりする

放射線照射食品の例（ビーフステーキ）
写真提供：JAXA/NASA

ことができ※日本国内では発芽防止を目的とする馬鈴薯への放射線照射以外、食品への放射線照射はおこなわれていない。

る。

カナダ
24（0.1）

日本
50.9（0.3）
フィリピン
24（0.1）

関連するページ※ナノグレイ／時（ミリシーベルト／時）※赤は特に線量の高い地域※実効線量への換算には0.7ミリ
シーベルト／グレイを使用（出所）国連科学委員会（UNSCEAR）2008年報告書、（公財）原子力安全研究協会（平成23年）を基に作成

空港などで利用されている
手荷物用 X 線検査装置

AMS（加速器質量分析法）による炭素 14 年代測定法によって年代が測定された土器（財）大阪府文化財センター所蔵

こうした自然放射線のほか、私たちが人工的に作射線を受けた場合でも、線量とがんの死亡率増加とり出している放射線もある。その代表的なものが、の間に比例関係があると仮定して、合理的に達成でレントゲン撮影に用いられるＸ線である。Ｘ線は容きる範囲で線量を低く保つように勧告している。

易に人工的に発生できるので、医療、工業分野に古自然放射線であっても人工放射線であっても、受ける放射線量が同じであれば人体への影響の度合いは同じである。
※放射線に関する最新の科学的知見については、環境省より「健康影響等に関する統一的な基礎資料」としてまとめられてい。
る（http://www.env.go.jp/chemi/rhm/basic_data.html）

である。放射性照射食品は長期保存できることから、肉料理などが宇宙ステーション調べてみよう○原子力発電所の事故 ･･･････････････････････････････････ P.29
○放射性物質の起源･･････････････････････････････････････ P.32
○放射性廃棄物の処分 ･･･････････････････････････････････ P.45
○高レベル放射性廃棄物のゆくえ ･････････････････････ P.59

しゃへい

放射線から身を守るのに適した遮蔽物を調べてみよう。

➡放射線について基本的な性質を理解する。
➡日常生活の中には放射線が存在することを理解する。
➡放射線は、医学、農業、工業、自然・人文科学など幅広い分野で有益に利用されていることを理解する。
➡放射線利用の長所と短所を考えさせることで、放射線を正しく怖がる態度を身につける。
➡放射線にはさまざまな種類がある。
➡放射線を出す物質を「放射性物質」、物質が放射線を出す能力のことを「放射能」という。
➡放射線を表す単位には、「ベクレル」、「グレイ」、「シーベルト」がある。
➡放射線には「自然放射線」と「人工放射線」がある。
➡放射線の利用分野は、私たちのくらしと身近なところに数多くある。

いう。

科学的には影響の程度が解明されていない少量の放ため、放射線を照射し殺菌・殺虫した食品を根絶させた。

写真提供：国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

自然・人文科学43

食品加工

験を開始し、がある。

定化に役立っている。の交尾が減って世代とともに虫が減り、や量は、一部の地域を除いてほぼ同じレベルである。自然放射線量がとり業◎がんの放射線治療

シーベルト
（Sv）

◆日常生活と放射線
線は、大地や食べ物などから出医（原子核から飛び出る電子）β線

理 科 ❸ エネルギーと科学

理 科 ❸ エネルギーと科学

42

理

技 術 分 野 …生物育成の技術◆放射線を正しく怖がる

くから利用されてきた。

◆放射線の飛跡を見よう（霧箱による実験）
霧箱とは放射線を検出するための装置である。イ
ギリスの物理学者チャールズ・ウィルソンによって発明された。霧箱は、飽和状態のアルコール蒸気などをガラス箱にとじこめたものである。その箱の中を放射線（アルファ線、ベータ線など）が通ると、明治時代の物理学者、寺田寅彦が随筆の中で「物通り道でつくられる正、負のイオンが種になって、を怖がらなさ過ぎたり、怖がり過ぎたりするのはやアルコールの霧の粒が通り道にそって筋状に見るこさしいが、正当に怖がることはなかなか難しい」ととができる。これを「放射書いているが、放射線についてもその通りで、それ線の飛跡」と呼んでいる。

を理科で学ぶゆえんである。

霧箱は理科教材販売店でまた放射線に関する風評で福島県の産業などが大取り扱っているほか、手近きな被害を受けている現実を直視し、どうしたら風な材料を使って作ることが評被害を防ぐことができるかを社会科等他教科とのできる。

連携の中で、生徒と一緒に考えてみることも大切で※放射線教育支援サイト “らでぃ”（https://www.radi-edu.
jp/）では、放射線教育の実施を検討する教育職員等への支援を行っている。実践紹介や資料集、指導案などのコンテンツがある。

ある。

◆放射線・放射能の単位
放射性物質が放射線を出す能力（放射能の強さ）◆放射線に関する教材」が用いられる。土やを表すには「ベクレル（Bq）「中学生のための放射線副読本」が、文部科学省

食品、水道水などに含まれる放射性物質の量を表すより発行されている。放射線の基礎的な性質につい時に使われ、ベクレルで表した数値が大きいほど、て理解を深めるための内容になっている。

そこから多くの放射線が出ていることを意味してい教材の入手は、文部科学省 初等中等教育局教育課程課（http://www.mext.go.jp/b_menu/shuppan/sonota/attach/1409776.htm）まで。

る。一方、人体が受けた放射線による影響の度合い

科 ❸ エネルギーと科学

地球上の岩石や鉱物の中にはもともとウラン、理気になるかどうかについては、多様な見解がある。

43

理

科

エネルギーと科学◆宇宙ステーションの放射線環境（ 4 ）放射線とは理

宇宙放射線は地球の大気と磁場に遮られて地上にはほとんど届かない。しかし、国際宇宙ステーション（ISS）が周回している高度 400km 前後の上空・電流とその利用（電流）・科学技術と人間（エネルギーと物質、自然環境の保全と科学技術の利用）
・大地の成り立ちと変化（地層の重なりと過去の様子、火山と地震）科

福島県、およびその近隣県の空間線量率の分布では非常にエネルギーの高い宇宙放射線が降り注いでいる。

ISS は船壁に守られてはいるものの、打上げ可能その他の教科な重量などの関係から、現在のところ放射線の遮へ

社会科公民 …私たちと国際社会の諸課題

いのみを目的とするシールドのようなものは設けら（地球環境、資源・エネルギー、持続可能な社会）れていない。そのため ISS に滞在する宇宙飛行士

りの被ばく線量は、地上での数か月〜半年分に相当

エネルギーと科学◆放射性廃棄物の処分●人工放射線と自然放射線
人工放射線

自然放射線

身のまわりの放射線被ばく題となっている。
放射性廃棄物は「高レベル放射性廃棄物」と「低レベル放射性廃棄物」に大

このガラス固化体は、日本では地下 300 ｍより深い安定した岩盤に埋設（＝方法が検討されてきたが、今日では「地層処分」が最も適した方法であることが国際的に共通の認識である。

ラドン等の吸入約0.48mSv

ガン死亡のリスクが線量とともに徐々に増えることが明らかになっている

100mSv

100mSv／5年
50mSv／年※大地からの数値は、42ページ下の「世界各国の大地からの年間平均自然放射線」内の数値と異なるのは、データの出所が異なるため。

●地層処分のしくみ

岩盤

イラン／ラムサール

天然バリアと人工バリアを組み合わせた多重バリアによって長期間にわたっ

PET検査／ 1回
ICRP勧告における管理された線源からの一般公衆の年間線量限度（医療被ばくを除く）

1mSv●地層処分をおこなう上で考慮すべき自然現象（例）
さまざまな調査をし、自然現象の影響を受けにくい安定した場所を選定する。

1人当たりの自然放射線
年間：約2.1mSv（日本平均）

胸のX線
集団検診
／ 1回
歯科撮影

る地域は過去数百万年程度の間、0.01mSv

地層処分をおこなう上では火山や断層に近いところは避ける必要がある。これまでの調査・研究によると地層処分場ほとんど変化していない。

東京〜ニューヨーク間の飛行機での往復（高度による宇宙線の増加）

気候・海水準変動

隆起・侵食

火山活動が起き火山活動や断層活動は同じ場所で繰断層活動り返し起こっているので、それらの火山活動0.1mSv

45て、放射性物質を人間の環境から隔離し閉じ込める。

インド／ケララ、チェンナイ

胃のX線検診
／ 1回

緩衝材
（粘土）
ガラス
固化体
金属製容器

年以上）は放射性物質をしっかり密閉するために、ガラス固化体をオーバーパッ

10mSv
CT検査／ 1回

〈天然バリア〉

地層処分する際は、地下 300 ｍより深い安定した岩盤に埋設する（＝天然バリア）。その際は、放射能が大きく減少するまでの期間（少なくとも 1000クという厚い金属製容器に格納し、さらに緩衝材（粘土）で包む（＝人工バリア）。

高自然放射線地域における大地からの年間線量処分施設のイメージ︿人工バリア﹀

原子力や放射線を取り扱う作業者の線量限度1000mSv

1Gy

食物から約0.99mSvガラス固化体のイメージ︿多重バリア﹀

心臓カテーテル（皮膚線量）

理 科 ❸ エネルギーと科学

10Gy

地下300m 以深

込んで固めたものを「ガラス固化体」（高レベル放射性廃棄物）という。
地層処分）することになっている。こうした処分方法は世界各国でさまざまな約130cm

い廃液が残る。これを高温のガラスと溶かし合わせ、ステンレス製容器に流し

約500kg44

大地から約0.33mSv

重量用できるウランやプルトニウムを再処理工場で回収した後に放射能レベルの高宇宙から約0.3mSv
ガン治療（治療部位のみの線量）することになる。

原子力発電により放射性物質を含んだごみ「放射性廃棄物」が発生する。その処分の実現が重要な課きく分けられる。原子力発電所で使い終えた使用済燃料から、資源として再利

理 科 ❸ エネルギーと科学

44

科

断層活動は過去数十万年に（出所）
核燃料サイクル開発機構
1999a を一部修正

わたり同じ場所で繰り返し地域を避けて処分に適した場所を選ぶことが重要である。

起こっている。

これまで原子力発電を利用した結果、1 万 8 千トンの使用済燃料が各発電所などで保管されている（2019 年6 月現在）。こうした高レベル放射性廃棄物は、将来世要があり、最終処分問題について一人ひとりが考え、問代に負担を先送りすることなく処分場所を決めていく必物のゆくえを考えよう。

ガラス固化体には半減期が短いものから長（出所）放射線医学総合研究所のhttp://www.nirs.go.jp/data/pdf/hayamizu/j/20130502.pdfを基に作成もの（宇宙線起源核種）とがある。

地球上には、自然起源の放射性物質と人工的に生成さ自然起源の放射性物質は、地球が誕生したときから存在するもの（地球起源核種）と宇宙線の作用で生成する放射性物質

半減期いる。製造直後のガラス固化体は、人間が近ストロンチウム 90

約 29 年いるが、その多くは半減期が数十年のストロセシウム 137

約 30 年

ンチウム 90、セシウム 137 などによるもの

アメリシウム 243

づくことのできないほど高い放射能を持ってで、比較的早く放射能が減衰する。それ以降は、半減期の長いネプツニウム 237、アメリシウム 243 などの放射性物質が大部分となり、ゆっくりと放射能は減衰していく。

約 7400 年

テクネチウム 99

約 21 万年

ネプツニウム 237

約 214 万年

宇宙航空研究開発機構（JAXA）では ISS 搭乗

い放射性物質が含まれているため、長期にわたって宇宙飛行士の放射線による被ばくを適切に管理する人間とその生活環境に対して影響が及ばないようにため、生涯の被ばく線量制限値を独自に設定し管理する必要がある。

をおこなっており、宇宙飛行士ごとに生涯に受ける高レベル放射性廃棄物の処分については地層処分

宇宙からの放射線量の上限は 500 から 1000 ミリを進めることが国際的に共通の考え方になっている。

シーベルト（国際宇宙ステーション搭乗宇宙飛行士

日本でも高レベル放射性廃棄物の地層処分を進める

被ばく管理規程（2013 年 6 月 26 日改正））と決めための取り組みがおこなわれている。

られている。

地層処分は人間の生活環境から隔離された、深く、ISS 内では放射線環境の変動をリアルタイムに把かつ安定した地層で、「人工バリア」と「天然バリア」握し、ミッション中の被ばく線量を限りなく低く抑を組み合わせることによって放射能を閉じこめようえるよう管理されている。また、宇宙飛行士が実際という「多重バリア」の考えに基づいている。に被ばくした線量を把握し、生涯の被ばく線量を制限以下に抑えるよう管理している。

多重バリアシステムとが重要である。59 ページを見て高レベル放射性廃棄関連するページ調べてみよう○原子力発電所の事故 ･･･････････････････････････････････ P.29
○放射性物質の起源･･････････････････････････････････････ P.32
○高レベル放射性廃棄物のゆくえ ･････････････････････ P.59

宇宙ステーションに滞在する宇宙飛行士はどのくらいの宇宙放射線を受けるのか調べてみよう。

◆原子力発電所事故と放射線
東京電力福島第一原子力発電所の事故によって環境中に放出された大量の放射性物質は、継続的にモニタリングがおこなわれ、空間線量の分布状況、放射性セシウムの沈着状況などが調査されてきた。東

学習のねらいて発生する。高レベル放射性廃棄物には半減期の長➡人が瞬間的に受ける放射線量が多くなると、人体に影響があることを理解する。
➡放射線利用の長所と短所を考えさせることで、放射線を正しく怖がる態度を身につける。
➡原子力発電により発生する放射性廃棄物の処分の必要性と課題について知る。
➡放射線の利用分野は、私たちのくらしと身近なところに数多くある。

学習の➡日常生活の範囲で受ける放射線は、身体に影響を及ぼすことは無い。
ポイント ➡放射性廃棄物は適切な処分が必要である。

京電力福島第一原子力発電所から北西方向に伸びる︿人工バリア﹀れた放射性物質がある。

いものまでさまざまな放射性物質が含まれて高レベル放射性廃棄物は原子力発電の運転に伴っ題の解決に向けた理解を深め、取り組みを進めていくこ●ガラス固化体に含まれる主な放射性物質とその半減期

・UNSCEAR2008年報告書
・ICRP2007年勧告
・日本放射線技師会医療被ばくガイドライン
・新版 生活環境放射線（国民線量の算定）などにより、放医研が作成（2013年5月）（1）数値は有効数字などを考慮した概数。
（2）目盛（点線）は対数表示になっている。目盛がひとつ上がる度に10倍となる。
（3）この図は、引用している情報が更新された場合変更される場合がある。

◆高レベル放射性廃棄物の地層処分

ガラス固化体（直径40cm、高さ約130cm）
金属製容器（厚さ約20cm）

粘土（ベントナイト）（厚さ約70cm）

地下300ｍより深い岩盤〈天然バリア〉領域が放射線量の高い地域である。80km の空間
線量率は線量が高い地域、低い地域ともに年月を経地下深部がもつ特徴と地下深部に埋めるメリットて下がってきていることが確認されている。

①地下は酸素が少ないため、ものが変化しにくい※原子力規制委員会の「放射線モニタリング情報ポータルサイト（http://radioactivity.nsr.go.jp/ja/ ）」では、全国の現在の空間線量率をみることができる②ものの動きが非常に遅い※厚生労働省 HP の「東日本大震災関連情報（https://www.
mhlw.go.jp/shinsai_jouhou/shokuhin.html）」では、食品中の放射性物質の基準値など、食品の安全に関する情報を見ることができる。

③人の生活環境から遠く離れている→地上ほど腐食などの影響を受けない→遠い将来、放射性物質が漏れ出しても、ほとんどが地下にとどまり続ける→生活環境に影響を与えない※高レベル放射線廃棄物の地層処分については 59 ページも参照

科 ❸ エネルギーと科学科 ❸ エネルギーと科学評価されている。このため、ISS 滞在中の 1 日当た理

理の被ばく量は 1 日当たり 0.5〜1 ミリシーベルトと理（出所）環境省「放射線による健康影響等に関する統一的な基礎資料（平成29年度版）」

45