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今、放射科学の勉強をしていて同位体希釈法のところで疑問に思った点がありましたので質問させて頂きます。

逆希釈法では重量が未知で比放射能が既知の放射性同位体に、同じ元素の安定同位体を導入することで放射性同位体の重量を求めるという方法だと思うのですが、
比放射能がわかっているので、安定同位体をいれずに、そのものの全放射能を液シンやGM等で測定することで、重量が出せるのではないでしょうか。

この部分に疑問を感じてしまい、逆希釈法の存在意義みたいなものがよくわからなくなってしまいました。

わかるかたがいらっしゃいましたら宜しくお願い致します。

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A 回答 (2件)

分析は得意ですが放射能の知識は少ない者です。

間違っているかもしれません。

安定同位体を入れることで測定を可能にするのですから、最後の測定が重量なのでしょう。重量で測定するので「逆」希釈法なのだと思います。なので、液シンやGM等で測定出来ないほど希釈される場合に使うのではないでしょうか。それを重量で測定するというのだからとんでもない比で大量の安定同位体を加えることになりますね。

どんな場合に使うのか使用例がどこかに書かれていますか?

半減期が長い放射性同位体だとある濃度以下になったときにそれが核分裂(?)を起こす確立が低くなり、例えば10分間に一回程度の崩壊だったりして、バックグランドのノイズに隠れるような場合に使用するのではないかと推測します。
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専門ではないので、ごく常識的な推測になります。



1.もし未知濃度のサンプルが充分希薄なら、安定同位体を加える意味はほとんど在りません。
2.もし未知濃度のサンプルが非常に濃度が大きい場合、測定装置の「直線部分」(準直線部分を含む)から大きく外れる可能性があります。
3.このような場合、未知濃度は通常正しい値よりかなり小さい方向にずれてしまいます。
4.このような測定誤差を防ぐ為には質量当たりの比放射能が正確に測定される領域に入るよう、希釈することが有効です。
5.特に有効数字を出来るだけ多くするには、正確に測定出来ることが担保された濃度範囲にまで希釈してやることが望ましいのではないでしょうか。

上記の議論の基礎はマルチプライアを使った測定の場合常に存在します。つまりマルチプライア検出器はデジタル検出なので「待ち時間(不感応時間)」内に次のシグナルが来てくれては困るのです。
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参考URL:http://www.technosaurus.co.jp/product/mlh_faq_sd1.htm

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Aベストアンサー

物理実験で超伝導磁石を使っている者です。
クエンチの個別現象が回答されているので、分かりやすくまとめてみます。

1.物理的ショックや装置の劣化、操作ミスなどの原因で、冷却されている超伝導磁石の中の超伝導線の一部が常伝導になってしまう。

2.超伝導状態では電磁石の電気抵抗がゼロなので、強い磁場を作るために通常は限界に近い大電流が流れており、常伝導になった部分に生じた抵抗で大きな熱が発生する。

3.発生した熱のために、常伝導になってしまった付近の超伝導線が暖まり、超伝導が破れて常伝導の部分が広がる。広がった常伝導部分でさらに大きな熱が発生し....という1,2,3の連鎖反応が瞬時に起こり、超伝導磁石中を流れていた電流が一気に熱に変わる。これは、別にセラッミックス系の高温超伝導材料に限らず、金属系の低温超伝導材料でも同じことです。

4.超電導磁石を冷却するのには、通常は液体ヘリウムが使われていますが、液体ヘリウムというのは水や液体窒素に比べて非常に蒸発熱(液体を気化すのに必要な熱量)が小さく、例えば水が540cal/mL、液体窒素が約40cal/mLなのに対し、液体ヘリウムはわずか0.6cal/mLですから、発生した熱であっというまに大量の液体ヘリウムが蒸発してしまうわけです。

通常は、このようなクエンチ対策として、液体ヘリウムデュワーにガス放出弁が、超伝導磁石には超伝導コイルが常伝導になった時に、常伝導状態のコイルより抵抗が小さいバイパス導線を液体ヘリウムの外で並列に繋いで、その部分で電流を消費して液体ヘリウムの蒸発を押さえる、などの工夫がなされていますが、完全に安全とは言えないのとクエンチによって超伝導線が徐々に劣化する可能性が有るので、出来るだけクエンチは避ける注意が必要です。

物理実験で超伝導磁石を使っている者です。
クエンチの個別現象が回答されているので、分かりやすくまとめてみます。

1.物理的ショックや装置の劣化、操作ミスなどの原因で、冷却されている超伝導磁石の中の超伝導線の一部が常伝導になってしまう。

2.超伝導状態では電磁石の電気抵抗がゼロなので、強い磁場を作るために通常は限界に近い大電流が流れており、常伝導になった部分に生じた抵抗で大きな熱が発生する。

3.発生した熱のために、常伝導になってしまった付近の超伝導線が暖まり、超伝導...続きを読む

Q陽電子とは?PETを理解する上でつまずいています

よろしくお願いします。
医学生なのですが、高校で物理を履修していないため
放射線学の授業がとても苦労しており、テストはまだ先ですが自分で勉強を
進めているところです。前回は光子について質問をさせていただきました。

今医療の放射線検査機器にPETというものがあり
(ポジトロン断層撮影法 positon emission tomography)
そこには陽電子が出てきます。

陽電子はプラスの電子、反物質という話は耳にした事がないわけではありませんが
高校の化学などでは出てきませんでした。
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よろしくお願いします。
医学生なのですが、高校で物理を履修していないため
放射線学の授業がとても苦労しており、テストはまだ先ですが自分で勉強を
進めているところです。前回は光子について質問をさせていただきました。

今医療の放射線検査機器にPETというものがあり
(ポジトロン断層撮影法 positon emission tomography)
そこには陽電子が出てきます。

陽電子はプラスの電子、反物質という話は耳にした事がないわけではありませんが
高校の化学などでは出てきませんでした。
また、理論上ではなく日常...続きを読む

Aベストアンサー

電子に対して陽電子を反物質といいます。反物質はこの物質世界にとどまる時間非常に短く、あまり日常的ではありませんが、環境にふりそそぐ宇宙線には含まれるのでありふれているとも言えます。

http://unit.aist.go.jp/riif/adcg/pos_faq.html

PETの場合にはβ+崩壊して陽電子を放出する核種を体内に注入して、電子との対消滅によって放射されるガンマ線を測定しています。したがって、その放射性核種を含む液が患部に到着した頃を見計らって測定するので陽電子の短寿命(ポジトロニウムでも150ナノ秒程度)は問題ありません。

Q単位質量当たりの放射性物質の放射線量の計算について

放射性核種のCaesium-137、沃素131の1[g]当たりの放射線量について計算
してみました。
以下の様に決めます。
Avogadro constant:N0=6.0221*10^23=6.0221e23(指数表示)
exp(x):x のネイピア数eを底とする指数関数
2の自然対数:ln2=0.693147
各物質について
原子量:a 半減期:T
放射線量:R[Bq] = N0/a*(1-exp(ln2/T))

Caesium-137の放射線量
原子量:a=136.907 半減期:T=30.17[y]
R=6.0221e23/136.907*(1-exp(-0.693147/(30.17*365*24*3600)))
  =3.2045e12[Bq]=3.205[TBq]

沃素131の放射線量
原子量:a=130.91 半減期:T=8.0207[d]
R=6.0221e23/130.91*(1-exp(-0.693147/(8.0207*24*3600)))
  =4.6012e15=4.601[PBq]

この計算で合っているのでしょうか。
自分では合っているつもりなのですが、結果の値が非常におおき過ぎます。
特に沃素131は4.601[PBq]で、最近のニュースで福島第一原発事故で海水に
放出された放射性物質の総量の試算が15[PBq]とかで、これを考慮してもおお
き過ぎる気がします。

せめてこれで合っているのか間違っているか、もし間違っているとしたらど
こが間違っているかご指摘下されば有り難いです。

放射性核種のCaesium-137、沃素131の1[g]当たりの放射線量について計算
してみました。
以下の様に決めます。
Avogadro constant:N0=6.0221*10^23=6.0221e23(指数表示)
exp(x):x のネイピア数eを底とする指数関数
2の自然対数:ln2=0.693147
各物質について
原子量:a 半減期:T
放射線量:R[Bq] = N0/a*(1-exp(ln2/T))

Caesium-137の放射線量
原子量:a=136.907 半減期:T=30.17[y]
R=6.0221e23/136.907*(1-exp(-0.693147/(30.17*365*24*3600)))
  =3.2045e12[Bq]=3.205[TBq]

沃素131の放射線量
原子量:a=13...続きを読む

Aベストアンサー

最初に突っ込みを。
Bq単位ならば「放射線量」ではなく「放射能量」ですね。

計算はあっていると思います。
1gあたりの放射能量を比放射能と言いますが、
日本アイソトープ協会が発行している「アイソトープ手帳第11版」では、比放射能を求める式に次式が掲載されています。

S = 1.16e20/(M*T)
 S:無担体放射性核種の比放射能[Bq/g]
 M:原子質量(質量数Aで代用できる)
 T:半減期[h](←※単位に注意、秒ではなく時間です。)

上の式で同じ計算をしてみると、両方ともに求められた値とほぼ合致しますから問題ないかと。

>特に沃素131は4.601[PBq]で、最近のニュースで福島第一原発事故で海水に
>放出された放射性物質の総量の試算が15[PBq]とかで、これを考慮してもおお
>き過ぎる気がします。
これはNo1の書かれている通り、比放射能で表すとその程度というだけのことです。
日本アイソトープ協会のHPに密封線源の写真が載っていますが(参考URL参照)、あまりの小ささにびっくりすると思いますよ。

以上、ご参考まで。

参考URL:http://www.jrias.or.jp/index.cfm/6,9863,110,151,html

最初に突っ込みを。
Bq単位ならば「放射線量」ではなく「放射能量」ですね。

計算はあっていると思います。
1gあたりの放射能量を比放射能と言いますが、
日本アイソトープ協会が発行している「アイソトープ手帳第11版」では、比放射能を求める式に次式が掲載されています。

S = 1.16e20/(M*T)
 S:無担体放射性核種の比放射能[Bq/g]
 M:原子質量(質量数Aで代用できる)
 T:半減期[h](←※単位に注意、秒ではなく時間です。)

上の式で同じ計算をしてみると、両方ともに求められた値とほぼ合致しますから...続きを読む


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