理科

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◆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

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

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。

◆粒子線（α線、β線、中性子線、陽子線）（原子核から飛び出るヘリウムの原子核）
α線
陽子（原子炉、加速器などから作られる中性子線物質」といい、放射性物質が放電子（加速器などから作られる陽子の流れ）
陽子線能」とよんでいる。原子力発電に利用されるウランは、核分裂高速で飛ぶ中性子の流れ）

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

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）

グレイ（Gy）

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。

◆日常生活と放射線
私たちの身の回りにある放射線は、大地や食べ物などから出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）

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。

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、高めることができる。

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」がて撲滅でき射線を当る。 沖 縄 県

てる「内で は 1972 年部照射」

から根絶実がある。

験を開始し、ラジアルタイヤ

食品加工◎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ため、放射線を照射し殺菌・殺虫した食品を根絶させた。
ウリミバエ

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）

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、やと、体の内側からがん細胞やその周辺に放日本
50.9（0.3）
フィリピン
24（0.1）

関連する
ページ

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）

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。

農※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

科 ❸ エネルギーと科学科 ❸ エネルギーと科学

中性子学理

理

放射線を出す物質を「放射性射線を出す能力のことを「放射医（原子核から飛び出る電子）
β線調べてみよう○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。

43

理科

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

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。
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（＝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が国際的に共通の認識である。

ラドン等の吸入約0.48mSv

原子力や放射線を取り扱う作業者の線量限度1000mSv

1Gy

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

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

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（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

断層に近いところは避ける必要があ
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 千トンの要があり、最終処分問題について一人ひとりが考え、問使用済燃料が各発電所などで保管されている（2019 年

題の解決に向けた理解を深め、取り組みを進めていくこ6 月現在）。こうした高レベル放射性廃棄物は、将来世とが重要である。59 ページを見て高レベル放射性廃棄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。

●ガラス固化体に含まれる主な放射性物質とその半減期
ガラス固化体には半減期が短いものから長・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。

地層処分をおこなう上では火山やる。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

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。

10mSv
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

インド／ケララ、チェンナイ
CT検査／ 1回

〈天然バリア〉

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︿多重バリア﹀

心臓カテーテル（皮膚線量）

食物から約0.99mSv

ガラス固化体のイメージ

科 ❸ エネルギーと科学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︿人工バリア﹀科 ❸ エネルギーと科学

10Gy

理

理

44

ガン治療
（治療部位のみの線量）

大地から
約0.33mSv

約130cm

宇宙から約0.3mSv

重量 約500kg

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地下300m 以深

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

地球上には、自然起源の放射性物質と人工的に生成された放射性物質がある。
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もの（宇宙線起源核種）とがある。

いものまでさまざまな放射性物質が含まれて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

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。

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。