東海村の臨界事故の原因と動物(人間も含めて)には何が危険であったのか。Uの核分裂、臨界、放射線との関係とは。
今回の事故の時、マスコミでは、中性子の放出の証拠として、金、ナトリウム、を探せと報道していたが、中性子の照射により、どのような反応が期待されるか。
さらに、5円玉にも亜鉛の放射線が検出されたと報道がなされたが、中性子線によりどのような反応が期待されるか。
また、銅線にも放射線が検出されたと報道されたが、銅線の場合にはどんな反応が期待されるか。
また、ヨウドの検出もあったと聞くが、ヨウドはどの過程で生成されたか。そのヨウドの放射線核種はどのようなものであるか。 そのヨウドは何故人体に危険か。また、体内に入った場合どのように処置すればよいか。

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A 回答 (2件)

Uの核分裂、臨界、放射線の関係…。


臨界はさきに述べられた通りです。

Uは臨界に達すると中性子を次々に放出して連鎖的に核分裂を起こします。
そのときに、中性子だの核分裂片だのγ線だのβ線だのいろいろ放出します。ちなみに広義での放射線はこの中性子や、核分裂片、β線、γ線など
高いエネルギーをもった粒子を指します。

ほとんどの放射線はコンクリートの壁や空気程度でとめることができます。
しかし、γ線、中性子などは他の放射線よりも止めにくいので、
このような事故の場合外への洩れが問題になっています。
生物に与える影響はγ線より中性子の方が大きいので中性子が大きくとりあげられる。


金(Au)、亜鉛(Zn)、銅(Cu)、ナトリウム(Na)の反応について。
これらはすべて、中性子と反応しやすい物質で、半減期も比較的長い物質で
ありふれている物質だからだと思います。

nと反応した上記の物質は、原子核内に中性子をさらにひとつ増やして(同時にγ線を出す)
やがてβ線とγ線を放出し崩壊して(異なる核種になって)安定な核種になります。

細かい反応をかくならば
23Na+n ->24Na +γ (以下 23Na(n,γ)24Na)
24Na ->β+γ+23Mg

197Au(n,γ)198Au
198Au->β+γ+198Hg

64Zn(n,γ)65Zn
65Zn ->EC(またはβ+)+γ+65Cu


63Cu(n,γ)64Cu
64Cu ->EC(またはβ+)+γ+64Ni
->β+γ+64Zn


頭に付いている数字は陽子の数+中性子の数です。

EC(またはβ+)というのは原子核のまわりをまわっている電子を原子核内にとりこむか
陽電子を放出して崩壊することです。(陽子の数がひとつ減る反応)
細かいことをいえばまだ他にも寿命の短い反応もあります。


(n,γ)でないほうのγ線はそれぞれの反応特有の物であり、
ある時点においての計数率を測定すれば、臨界を起こした時点でどれだけ
中性子をあびたのか予想できます。


ヨウドというのはヨウ素と同義でよろしいのでしょうか?(すいませんわからなくて)
ヨウ素はUの核分裂反応において間接(核分裂片がさらに崩壊して)または直接的に生成されます。
しかも気体として存在できるので、外で検出されたということは
なかから空気が洩れてきたということになるのだと思います。

検出されたヨウ素の同位体は131I,133I,135Iですが、環境放射線と比較して多かったのかどうなのかよくわかりません。
手元にある資料ではヨウ素を含む、粒子状の環境への流出はなかったと考えられるとかいてありましたが。
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これって、試験問題、まんまの気がして、答えていいものやら、


ちと悩みますが。。。

放射線をあびると生物の遺伝子が損傷を受けます。そうすると遺伝子の異常により
癌などがひきおこされます。特に細胞活動の盛んな部分(増血細胞、生殖器)への
影響が大きく、大人より子供の方が大きな影響を受けます。

ウランは自然界にも存在して、放射線を出していますが、ある濃度(密度)を超えると
連鎖反応により急激に反応が始まります。原子爆弾と同じ反応です。この反応が始まる
密度を臨界と言います。

金、ナトリウム、亜鉛、銅などの元素は中性子をあてると同位元素と言う不安定な
元素になります。個々の反応自体は、、、忘れました。

同位元素は、不安定なため放っておくと減って行きます。今ある量の半分にまで減る
期間を「半減期」といいます。ヨウドの場合にはこの半減期がとても長いのと
人体に蓄積されやすいので、体内にたまって放射線を出し続けます。

体内に入った場合に、、どのように処置すればよいのか、、、とにかく体外へ
排出するようにヨウドと結合しやすく、排出しやすい物(なんだかわかりません)を
摂取することだと思われます。。
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