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ぷろどおむ

Author:ぷろどおむ
元サッカー少年。今はしがない化学屋です。

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放射線が出てくる仕組み その3~半減期
さて,長い間ほったらかしにしてしまいましたが,こちらの続きです。

ずっとコメントをいただいていた方からは,

これでやっとヨーロッパだろうがアジアやオーストラリアだろうがそこの物が不安なく買えると思います。ありがとうございます。


というコメントをいただきましたので,たぶん悩みは解決したのかな?と思っていますが,乗りかかった船ですので,最後までやろうかと思います。

というわけで,今回は半減期の話です。

前回のまとめとして,

放射壊変の起きる確率(=放射線の出てくる頻度)と出てくる放射線の種類は,
それぞれの放射性同位体によって決まっている


という話をしました。

放射壊変という現象は量子力学の世界での出来事ですので,不確定性原理によりある一個の放射性元素の挙動を予測することは不可能です。しかし,数百万個などの集団になった放射性元素がどのくらいの割合で放射壊変を起こしていくか,と言う問題に関しては厳密に求めることが可能です。これは純粋に確率の問題になるからです。

そのため,各放射性元素固有の「壊変定数」と言うものを求めることが可能となります。そのため,t=0の時の全体の数が半分になるまでの時間,つまり半減期も厳密に求めることが可能となるわけです。

ところで,この場合の半減期は「物理学的半減期」と呼ばれる場合があります。それは他のものとの相互作用などを一切考えず,その放射性元素固有の性質のみを考えた半減期だからです。

これに対し,「生物学的半減期」と言う言葉があります。

生物学的半減期とは,生体(主に人体)中にある放射性元素が取り込まれた場合,人体中におけるその放射性元素の量が生体中の作用により半分になるまでの時間のことです。

厳密には,生物学的半減期における放射性元素の減り方に物理学的半減期の要素は組み込みません。生物学的半減期と物理学的半減期の両方を組み合わせ,実際に人体の中に存在する放射性元素の量が半分になるまでの時間は実効半減期と呼ばれます。実はこれこそが,一連のコメントの中でずっと気にされていたものの正体です。

さて,一旦話を生物学的半減期に戻します。

生物学的半減期は生理的な作用により,ある放射性元素が体外に半分排出される時間のことです。生理現象は,大胆な言い方をすれば,すべて体内で起きている化学反応の結果です。つまり,その放射性元素が体外に排出される速度というのは,その放射性元素の化学的性質に依存することになります。

ということは,どういうことかと言いますと

同じ元素で同じ化学形態を持つもの同士の場合,
放射性同位体と非放射性同位体の生物学的半減期はほとんど同じ


ことが期待されるわけです。

なのでトリチウム(3H)ですとか,カリウム40(40K)のように,体内での代謝が早い元素は,他の安定同位体である水素(1H)やカリウム39(39K)と一緒に迅速に体外に排出されます。しかし一方ではストロンチウム90(90Sr)のように,骨組織の中に浸透して体内に長く保存されてしまったり,脂溶性化合物の中に炭素14(14C)が含まれている場合などは,同じ化学形態を持つ他の安定同位体(88Sr,12C)と共に比較的長い間体内にとどまることになります。

そして,一番重要なポイントなんですが,この生物学的半減期(物理学的半減期も同様です)は,最初の量に左右されません。つまり

1万個の放射性元素が5千個に減る時間と
50個の放射性元素が25個に減る時間は等しい


のです。

ですから,人体への影響を考える場合には生物学的半減期を含めた実効半減期について考慮することはもちろん大切なのですが,それより何より

量的な関係を第一に考える


ことが最も大切なことです。

現在報告されている環境放射能の測定値によれば,現在日本で健康上問題になるどころか,自然界における通常の変動幅以上のレベルで放射能が増大しているという測定結果は存在しません。ですから,三陸の魚介類も,青森県を初めとした原子力関連施設のある地域の農作物はもちろん,自然放射線の高い地域の生産物も全て安全であると言えるわけなのです。

もし明らかに自然界ではあり得ないような放射能が農作物や魚介類から検出されたという事例をご存じの方がいらっしゃいましたら,ご一報下さい。そんな大問題が起きていたら大変です。その様な情報は隠さずに大々的に共有していくべきだと思います。

というわけで,とりあえず「放射線が出てくる仕組み」シリーズについては一旦終了させていただきます。もちろんわかりにくいところや間違っているところがありましたらご指摘下さい。

あと,できればせっかくのブログという形でやらせていただいておりますので,コメントを残される場合には,「管理者のみ閲覧可能」ではなく,ぜひ公開指定で御願いいたします。その方が,より多くの方との情報共有が可能ですから,より広い範囲の方との議論が可能だと思います。ぜひご協力をよろしく御願いいたします。

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テーマ:環境・資源・エネルギー - ジャンル:政治・経済

雑学 | 19:34:21 | Trackback(0) | Comments(8)

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