放射線とは何か? ベクレルとシーベルト

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By ウッド・マット 翻訳:森田 望美、長友 亘 4月 3, 2011 20:30

放射線とは何か? ベクレルとシーベルト

放射線とは何か?のシリーズについて

福島第一原発の問題を受け、ニュースは、同位体、放射線、汚染、そして健康被害などの話であふれ返っています。しかし、「半減期」や「マイクロシーベルト」と言われても、よくわかりませんよね。今話題になっている一連のニュースを理解するためには、原子物理学について少し知っておく必要があります。これからの連載記事では、最近の話題をより理解するために、いくつかのポイントとなる概念について紹介していきます。(「物理なんてわからない」と心配するには及びません。全部、簡単にまとめてありますよ。)

ここまでで、放射線、半減期、そして放射線の種類についてはわかりました。では次に、放射線の強さを示す単位についてみていきましょう。現在私たちが、一番よく耳に するのは、「ベクレル」と「シーベルト」という単位です。

 

放射線は細胞内の化学結合を壊してしまうことで私たちの体に害を及ぼします。その害の程度は、どれだけ放射線にさらされていたかによります。つまり、どれだけの放射性物質が私たちの周りの環境(例えば食べ物の中など)にあるか、ということになります。そこで、放射線の量について示すことができる何らかの方法があることが大切になります。「ベクレル」という単位はこのためにあります。

ベクレルで示された数値は、どれだけの放射線、つまりはどれだけの放射性物質が対象物に含まれているかを示します。これは放射性崩壊を測っていることになり、単純に放射性粒子や光子の数を測るのとは異なっています。何故なら、ある種の同位体は崩壊時にα線だけではなく、β線、γ線も一緒に放出したりするからです(放射線の種類参 照)。

1ベクレルは、1秒に1個の同位体原子が崩壊すること、と定義されています。もし仮に放射線検出器(例えばガイガーカウンター)が毎秒1つの崩壊現象をある物体から感知した場合、それは1ベクレルの放射性を持つということになります。その物体が毎秒100個の崩壊によって放射線を放出していれば、100ベクレルの放射性があるということになります。

ベクレル(Bq)が単独で使われることは少なく、単位体積当たり又は単位重量当たりの放射能の強さを表すベクレル毎キログラム(Bq/kg)、ベクレル毎リットル(Bq/l)、ベクレル毎立方メートル(Bq/m3)、ベクレル毎立方センチメートル(Bq/cm3)などの単位が使われます。これらの単位には十分気を付けなければなりません。例えば、100 Bq/cm3は100 Bq/lより1000倍放射性が高く、100 Bq/lは100 Bq/m3よりも1000倍放射性が高いのです。

ベクレルというのは、あるから放出される放射線の量を示すのには有用な単位ですが、これでは私たちの体にどれだけの影響を及ぼすかについてはあまり参考になりません。それを知るためには、どれだけのエネルギーが体によって吸収されているか(「吸収線量」と呼ばれています)を測る必要があります。これはジュール毎キログラム、または「グレイ」という特別な単位で測られています。

しかし吸収線量だけではどれだけのダメージが体に引き起こされているかわかりませ ん。というのも、違う種類の放射線は違う量のダメージを与えるからです。よって、 吸収線量は荷重係数という値で掛け算されます(β線とγ線は1、α線では20)。この結 果が「等価線量」と呼ばれており、「シーベルト」という単位であらわされています。これで、ある量の放射線が最終的にどの程度体にダメージを与えるのかということを数値化で きます。1シーベルトはとても大きいため、普通はもっと小さいミリシーベルト(=1/1,000シーベルト)やマイクロシーベルト(=1/1,000,000シーベルト)をよく使います。

ベクレルとシーベルトの使い分け

ベクレルとシーベルトの使い分け

シーベルトという単位は、等価線量の合計あるいは蓄積された等価線量をあらわすことができ、一時的に浴びた放射線量や一生涯で浴びた放射線量を測るのに便利です。しかし、ある一定時間での等価線量(線量率と呼ばれています)について触れたいことも多くあります。この場合、線量率はマイクロシーベルト毎時やミリシーベルト毎時やミリシーベルト毎年などであらわすことができます。

何についてみるかによって、単位は変わっていきます。例えば、ある地域で浴びる放射線はほぼ一定と仮定できるので、放射線を浴びた量は、どれぐらいその場に居るかということに関係します。このようなときはマイクロシーベルト毎時を使って、その地域の放射線量をあらわすと便利です。食べ物の放射線汚染について表すときには、その食べ物の中に何ベクレルあるかということが大切なので、Bq/kgであらわすことが多いのです。

 

 

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By ウッド・マット 翻訳:森田 望美、長友 亘 4月 3, 2011 20:30