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イントロ

放射線と原子力エネルギー

種類・測る量・時間変化を分ける

放射線は種類によって物質との関わり方や透過性が異なります。さらにBq、Gy、Svは同じ量の別名ではありません。まず「何が出るか」「何を測るか」「時間とともにどう変わるか」を分けます。

定義

放射線と放射能

教科書では
放射線は原子核などから放出され物質へ作用する粒子や電磁波で、放射能は放射性物質が放射線を出す性質です。
言いかえると
α線はヘリウム原子核、β線は主に高速の電子、γ線は電磁波です。中性子線は中性子からなります。原子力発電では、重い原子核の核分裂で放出される原子核エネルギーを熱へ移し、蒸気でタービンと発電機を回して電気へ変換します。放射線の種類が違えば電荷、質量、透過性、遮へいとの関わりも異なります。
公式

半減期ごとの残り方

半減期をn回経た後

放射性核種の数や放射能は、半減期を一回経るごとにその時点の半分になります。

  • 初めの核種の数または放射能
  • 時間t後の核種の数または放射能
  • 半減期
  • 経過した半減期の回数
使うときのコツ

半減期が同じ単位で何回入るかを先に求めます。半減期後に突然0にはなりません。

解くコツ

時間を半減期で割り、残る割合を1/2、1/4、1/8…と段階的に追います。

比較
単位測る量読み方の要点
Bq1秒当たりの壊変数放射性物質側の活動
Gy物質1 kgが吸収したエネルギー吸収線量、1 Gy=1 J/kg
Sv放射線の種類や人体影響を考慮した線量防護上の評価に用いる量

単位Bq

測る量
1秒当たりの壊変数
読み方の要点
放射性物質側の活動

単位Gy

測る量
物質1 kgが吸収したエネルギー
読み方の要点
吸収線量、1 Gy=1 J/kg

単位Sv

測る量
放射線の種類や人体影響を考慮した線量
読み方の要点
防護上の評価に用いる量

測る対象が異なるため、Bqの数値から条件なしにGyやSvへ単純換算することはできません。

図解核分裂から熱・回転・電気への変換経路、α線・β線・γ線・中性子線の代表的透過性、Bq・Gy・Svが測る量を三段で分けた図
上段は核分裂から熱・回転・電気への変換経路、中段は種類ごとの代表的透過性、下段はBq・Gy・Svが測る対象を、配置・線種・文字で分けます。
手順

放射線の設問を読む手順

  1. 1

    α・β・γ・中性子線のどれかを確認する

  2. 2

    放射性物質、吸収する物質、人体影響のどの量かを分ける

  3. 3

    半減期なら経過時間に何回含まれるかを数える

  4. 4

    利用と課題は目的、便益、安全確保、廃棄物などの条件を分ける

場面
半減期8日の放射性核種がある。初めの核種数に対し、24日後に残る割合を求める。
順に考えると
24/8=3なので半減期を3回経ています。残る割合は(1/2)×(1/2)×(1/2)=1/8です。0日→8日で1/2、16日で1/4、24日で1/8と段階を追えます。
ここが結論
24日後に残る割合は1/8です。
注意

三つの単位を数値だけで結ばない

確認

半減期の確認

Q1

半減期5年の核種について、初めの量の1/4になるのは何年後ですか。

確認

単位の確認

Q1

放射性物質で1秒間に起こる壊変の数を表す単位はどれですか。

まとめ

まとめ

  1. 1

    放射線は種類により物質との関わりと透過性が異なる

  2. 2

    Bq・Gy・Svは測る量が異なる

  3. 3

    半減期ごとにその時点の半分となる

  4. 4

    原子力利用は目的・便益・安全確保・課題を分けて考える

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