Y章自然放射線と環境

 Y‐1 自然放射線のレベルと自然放射能の分布


 自然界に存在する放射性核種は60種類以上のものがあり、その起源は以下の三つに分けられる。
1)宇宙創生時に作られ、地球が出来る前から存在する放射性核種。
2)地球上で、天然に今も作られている放射性核種。
3)人工的に作られた放射性核種。その量は天然に作られる放射性核種の量に較べれば無視できる程度である。
 放射性核種は、水、空気、土、生物、建物など地球上のあらゆるものの中に存在している。また、人は飲食物を通して、あるいは呼吸や皮膚からの吸収によりたえず、放射性核種を体内に取り込んでいる。生物は地球上での誕生以来、大地や宇宙からの放射線を浴ぴつづけてきた。宇宙線は地:上にいる人間に年間0.3mSv 前後の被ばく線量を与えているし、40K、232Th、238Uなどをふくむ地表からも年間0.4mSv 程度の被ばくがある。また、食物成分として人体内に取りこまれる40Kからの被ばく線量は年間0.4mSv程度になる。さらに、空気中のラドンとその娘核種からの被ばく線量は日本国内で平均0.4mSvである。これら自然放射線による被ばく線量は全体で1.5mSv程度になる。このように人類は太古から放射線を浴ぴながら進化してきたのである。
 表Y‐1に日本とアメリカ合衆国の国民が一年間に平均してうける放射線の量をまとめてある。日本とアメリカで年間被ばく線量はほぼ同じであるが、日本では医療(診断と治療)による被ばくが大きく、アメリカではラドンとその娘核種による被ばくが大きいのが特徴である。
 宇宙起源で地球創生時に地殻に取り込まれた放射性核種には、壊変系列にしたがって崩壊する核種群と壊変系列を持たない核種がある。壊変系列としては、ウラン系列、トリウム系列、アクチニウム系列、ネプツニウム系列があるが、このうちネプツニウム系列に属する核種は半滅期が短いために、現在地球上には存在しない。
 代表的な、宇宙起源の核種とその性質を表Y‐2に示す。

    
    


                  表Y・2  代表的な宇宙起源核種 2)
    
    


                    表Y・3  天然放射線核種  3) 4)
    

 放射性物質はこの地球の自然界でも作られている。核廃棄物として生成されたり、原子力施設の事故により環境中に放出された人工放射性核種の人体影響に、多くの人たちの注目が集まっている。事故により放出された放射能は発生源の近傍で局所的に高い環境中濃度になるため、その人体影響が間題になる。しかし、定常的に環境中に放出される微量の放射性核種の環境への負荷量を評価してみると、自然界で作られる天然の放射性核種量に較べると無視できる程度である。人工的に作られた放射性核種と天然に作られた放射性核種の問に、生物的作用の面で違いはない。
 天然に放射性核種が生成される機構には二つある  2) 3)
地球大気の上層で、一次宇宙線に含まれる陽子やアルファ線が窒素原子、酸素原子、アルゴン原子に衝突して、原子核をばらばらにする反応(核破砕反応)により作られる放射性核種として3H,7Be,14C,22Na,32Si,32P,33Pがある。また、地殻中のアルファ線放出核種から発生したアルファ線や238U,232Thの自発核分裂で発生した中性子が次のような核反応で生成する放射性核種として、12C,14C,36Cl,237Np,239Puがある。

  地殻中のBe,B   Be(α,n)12C   9Be+α→n+12
  238U,232Th 自発核分裂→ n発生
  14N(n,t)12C   14N(n,p)14C   35Cl(n,γ)36Cl
    t:トリチウム
  238U(n,2n)237U    237U→237Np
  238U(n,γ)239U    239U→239Pu

 これまで述べてきた天然放射能(線)には、人間活動によってその濃度や人への被ばく線量が増加するものがある。表Y‐4にこれらをまとめてある。

        表Y‐4 人間清動によって濃度や被ばく線量が増える天然放射能(線) 2)
   

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