大気中放射線量の減り方

Question

原発周辺、近隣県の大気中の放射線量の減り方が、
水素爆発や圧力解放のための弁開放から10日たっても半分にも減っていない・・・
非常にゆっくりである理由を教えてください。
原発から放射性物質が今も大気中に放出され続けているのでしょうか。
大気中に浮遊している物質が風で拡散する速さはこんなに遅いのでしょうか。
黄砂や花粉は10日も浮遊していないと思います。
もっと日数がたったら、遠方の県でも微量の大気中放射線量が観測されるようになるのでしょうか。

また、大気中に浮遊している放射性物質は、ヨウ素とセシウムでしょうか。
浮遊している放射性物質の、空気分子と比べた重さ、他の分子との付着性などの性質でわかることがあれば教えてください。

ついでに、たとえば大気中放射線量が、100ナノシーベルト/hで、放射性物質がヨウ素だった場合、
１立法メートル当たり何個のヨウ素（orヨウ化物？）が含まれていると計算されるのでしょうか。

さらについでに、原子炉内から放射能水が漏れていて、その場所が特定されていないので当然、その穴（小さな配管だとしても）はまだ塞がれていないのに、原子炉の圧力が大気圧以上に保たれているとは、これいかに。
原子炉内で圧力を高め続けている何かがあるということですよね。それは問題にならないのでしょうか。

よろしくお願いします。

DIYsyoubou · Accepted Answer

放射線を理解するには、放射線を理解すれば分るかもしれません。
　いま問題になってる放射性ヨウ素は、ヨウ素原子核内に陽子５３個と、中性子７８個が中心に集まっており、その周りに－電子が５３個回っています。
この原子核から電子が飛び出し、キセノン１３１（これもガスです。）変化します。でも、同じ番号なのは、中性子が崩壊し、陽子と電子に変化し、その際の電子が飛び出してるのです。
でも、陽子が一個増えたため、物質が変化しキセノンになったのです。その副産物の電子がβ線です。
　また、β線を放出した際に、原子核内のエネルギーが周りと違って興奮状態になってるため、その興奮がγ線を放出します。
　γ線は、電磁波（光の一種）です。
　γ（ガンマー）線は、どの様に出来るかですが、
　原子内から中性子等の粒子が増えたり、減ったりしたときに発生するのです。
　大家族一人一人を原子内の粒子と考えます。その状態で例えるなら、大家族の中の一人が急に家出したら、残された大家族はパニックになりますよね。そのパニック状態（興奮）がガンマー線という光を出すのです。
　また、急に大家族に彼氏や彼女を連れて来ても、大家族内ではパニックになるとビックリするため、ガンマー線が発生します。

放射性同位元素であるヨウ素１３１等と違い、通常安全なヨウ素はヨウ素１２６です。中性子の数が７３個で、中性子の数が違うだけです。
　ただ、体は毒性がある放射性ヨウ素と無毒な安定ヨウ素の違いが判別できず、吸収してしまいます。
　ヨウ素は、甲状腺に蓄積させ、成長ホルモンの原料のなります。だから、小さな子どもは影響が大きいのです。特に１２歳以上。逆に言うと高齢者は蓄積能力が低いため、影響が低く、その境目は４０歳あたりです。
　安定ヨウ素を飲む理由は、その甲状腺に蓄積させるヨウ素のバケツが満タンでないと蓄積してしまいますので、先に無毒な安定ヨウ素で甲状腺のバケツ一杯にしてしまえば、後からくる有毒なヨウ素を蓄積できないからために、結果汗や尿、便、呼吸で排出されるのです。
　ちなみ、放射性物質で半減期が長いセシウムと、短いヨウ素では、同じ放射できる能力の状態では、ヨウ素の方が怖いのです。
　半減期とは、核物質が放射線（a線崩壊やβ線崩壊）をだして、別の物質変わってしまうのですが、元の物質が半分に崩壊する期間を半減期と言います。
　であるからして、半減期が短い物質は、短い期間で沢山の放射線を出すのです。逆に長い期間の物質はゆっくり少ない放射線を出すから、放射線が出る前に体から排泄されてしまいます。

また、セシウムは筋肉中に一時的に溜まりやすいですが、筋肉は細胞分裂が少ないから影響が少ないですが、成長ホルモンをつくる甲状腺は細胞分裂が多く、また成長ホルモンが働く場所も細胞分裂が活発な部分で利用されるため、放射線でDNA（RNA二本分が螺旋になってます。）を傷付けられると癌化したりする可能性があるのです。筋肉の塊である心臓の癌を聞いたことありますか?無いのは、細胞分裂する機会が少ないからです。（でも極端に細胞分裂が早い小腸（半日で細胞分裂してる）では、癌化したとしても、直ぐ剥がれ落ちるため、癌にならないんですけど。中途半端に細胞分裂し、生き残る場所かが問題ですが。）
　DNAの片方のRNAが傷ついても、もう片方が残ってれば自動再生されますから、弱い放射線ではRNA２本分破壊される危険性は少ないし、DNA内の遺伝情報のほとんどは、意味ない鎖ばかりで、所々に設計図のDNAの鎖があるだけだから、今の濃度なら問題がおこらないのです。

参考：a線はヘリウム原子核（声の変わるヘリウムガスの元素内の－電子粒子２個無くなった原子）
　　　β線は、原子内の周りを回る－電子の粒子
　　　中性子は、原子核内にある陽子でない、無電化粒子
　　　γ線・x線は、一種の光（粒子はなく、電磁波です）
　　　
　　　中性子のみの状態での半減期は１１分位で、核融合や核反応などしなく、中性子だけで存在する事はできず電子（－）と、陽子（＋）の粒子に変化して電化します。

浮遊物質の話ですが、ヨウ素は水溶性のガスであるため、空気中を空気と一緒に混ざって拡散します。もいろん、ガス化の物質以外にも、放射性粒子も蒸気等と一緒に浮遊してると思います。黄砂位の粒子なら、十分浮遊能力ありますから。
　それ以外に、原発で、水素爆発と言っていますが、正確にはトリチウム（三重水素）という放射性水素ですので、酸素と化合したそれらのトリチウム水（重水といって、一般的な水より重いから）の水蒸気が今も福島原発から出ているから、終息するまで全くなしにはなりません。だから、今は未検出の遠くの場所でも、今から出る事は予想されます。

DIYsyoubou · Answer

NO4の続きの余談

原子炉で使われてるウランは、
ウラン２３８が地球上に大量にありますが、臨界を起こしにくい。
ウラン２３５は地球上に１％以下の超貴重なウランで、臨界を起こしやすい。

この二つを基本使用しています。ウラン２３５を福島原発では４％位に濃縮してるみたいです。

ウラン２３５は、核反応しやすいのですが、前回説明した低速化した中性子を良く吸収しますが、ウラン２３８は余り吸収しません。
ウラン２３５を濃縮し過ぎると核弾頭になっちゃいますが、低濃縮だと、核爆発はしないけど、臨界を継続する状態は継続できます。

では、「高速増殖炉もんじゅ」という原子炉がありますが、「高速」とは、通常の低速の中性子でなく、高速中性子を利用して臨界状態を継続して発電する技術を使うのです。

では、「増殖」とは、ウラン２３８は、通常炉で燃料として使えないけど、核爆発抑制のための混ぜてるウラン燃料が有効活用できる燃料にかえるのです。
　原理は、ウラン２３８には低速中性子は吸収されにくいですが、高速中性子がぶつかると、吸収される性質があります。吸収したウラン２３８はプルトニウム２３９に変化します。このプルトニウムはプルサーマル計画用燃料や、ＭＯＸ燃料に使用したら、臨界燃料として使用可能だそうです。
　だけど、高速中性子は中々ぶつからないそうですが、ぶつかれば通常炉で使用可能燃料が増えたうえ、発電できるようになるそうです。
　通常炉でも多少は、プルトニウム２３９はできますが、ごくわずかで、増えないけど、増殖炉では、1.2～1.3倍に使用可能燃料が増えるから増殖炉と言うそうです。
　ただ、高速中性子を維持するためには、重い原子で、液体性になる物質等考えた場合、ナトリウムを使用していたそうです。ナトリウムは水等に触れると急激に化学反応して水酸化ナトリウムになるため、もんじゅの事故は起こったのです。

ちなみ、ウラン２３８に中性子が取り込まれ、β線放出してプルトニウム２３９に変わりますが、プルトニウム２３９がa線出したら、ウラン２３５に変化します。だから、プルトニウム２３９とウラン２３５は近い物質だから燃料になるのですね。

放射線を防護するのに鉛が有名ですが、鉛にも放射性物質の鉛はあります。
　鉛の祖先は、ウランなのです。ウラン２３５やウラン２３８が放射線を放出して、様々な物質に変化する過程で放射性のプルトニウムや鉛、ラジウム等を経て、安定する鉛まで変化します。

つまり、ウラン２３８は、放射線を放出して鉛２０６まで変化します。粒子という家族が２３８人から２０６人まで減ったから空き部屋が沢山あるのです。だから、a線やβ線を吸収できるのです。

DIYsyoubou · Answer

ＮＯ２の続き

だから、夏場になれば、太平洋高気圧の影響で風が日本海側に変化しやすくなりますので、西日本でも観測されてもおかしくはありません。

原発の漏水は、原子炉だけでなく、プールから漏れてる可能性もあるし、圧力調整のためベント解放してますよね。単純計算で、１００トンの海水を炉内に注入すれば１００トン分の蒸気圧があがります。その圧を抜くと、原子炉建屋内や、タービン建屋何処で圧抜きしてるか知りませんが、その高温水蒸気が建屋の壁などで冷やされ水になるから、それらも溜まってるのかもしれませんね。
　また、原子炉内やプールには、本来真水を使う理由なのですが、核融合（臨界継続）のために、中性子減速効果と、中性子による物質変化が少ないからです。
　今は、海水を入れていますが、海水には言わずと知れた塩（塩化ナトリウム）が入っています。その塩化ナトリウムのナトリウム分に中性子等が当り、原子核内に吸収されてしまうと、ナトリウムが放射性物質のマグネシウムに変わったり、それが、放射性アルミニウムに変化したり、放射性ケイ素になったりもします。一般的には、地球上の物質、例えば人間の骨は自然に返せば、永遠に地球上のどこかでカルシウムで生き物や植物に使われると思いますが、放射線（宇宙線）等でカルシウムでない、全く別の物質に変わる所が不思議ですよね。
　だから、それら塩化ナトリウムの変化してしまった放射性物質は本来原子炉内で発生しないから、放射線濃度が高い水がたまってる可能性があります。

話は変わりますが、今回事故の原子炉などで使用する核融合（臨界）継続のため中性子減速すると書きましたが、中性子は電化してないから、陽子や電子とちがい、反発も引っ張り合いも発生しません。その状態では中性子が、ウランに衝突してくれる確率が低く、横を通過してしまいます。中性子速度を遅くさせてしまうと、原子核の引力で中性子が原子核内に引っ張られカーブするから、核融合が継続出来るのです。
　中性子は、質量が原子核に比べ小さいですから原子核の重さが小さい水素が有効なのです。理由は、卓球の玉を止まってるボーリングの玉に正面から投げつけると、ボーリングは全く動かず、卓球の玉は、投げつけた速度とほぼ同じ速度で跳ね返されます。結果減速してません。
　では、軽い子供用のゴムボールやテニスボールだと、投げつけた勢いの数パーセント分ゴムボールに力を吸収与え、ゴムボールが少し動きます。その動かした勢いのエネルギー分だけ卓球の玉は遅くなって跳ね返ります。そうすると減速されるのです。

そのように、中性子と近い重さの原子核に当てる事が出来れば減速され中性子が原子核に向かうのです。隕石も速度が速いと地球に落ちなく、スイングバイして曲がっただけで堕ちてこないのと同じです。だから、小宇宙が原子核内で発生してます。

また、ウラン２３５は、中性子の勢いで弾き割れるのでなく、遅くなった中性子が原子核内に吸収されウラン２３６に変化してしまいます。ただ、ウラン２３６は極端に安定性が無いため、３：２位に分裂して、また中性子線を出すのです。その分解したウランの一部がセシウムや放射性ヨウ素になるのです。

長い文章、下手な説明ですいません。

fitto · Answer

>>原発から放射性物質が今も大気中に放出され続けているのでしょうか。
はい、放出し続けています。
時々白色の煙（蒸気）のニュースがあります。
今は消防隊の水掛ばかりニュースになりますが、原子炉内の圧力を抜くための作業は継続して行っています。
この放射性物質にすでにまき散らし半減した放射性物質が再び舞い上がり全世界にまき散らしています。

>>大気中に浮遊している放射性物質は、ヨウ素とセシウムでしょうか。
海外調査団を含め、現在検出できているのがヨウ素とセシウムだけですので信じて良いと思います。

>>原子炉内で圧力を高め続けている
水が少なくなると原子炉内の温度が上がります。
温度が上がると水が蒸発して原子炉内が圧力鍋状態になります。
圧力は放射能水が多少漏れても、ほとんど影響はありません。
温度上昇を抑えるため、水を注入するのですが圧力が上がると水が入っていきません。
それで圧力抜きをするため、原子炉の水蒸気を抜き全世界に放射性物質をまき散らしています。

ae-1sp · Answer

すべてにお答えできませんが・・・

＞10日たっても半分にも減っていない
＞大気中に浮遊している放射性物質は、ヨウ素とセシウム

海水などからも放射性物質が検出されているので、弁解放等の処置の後に流れ出たものがまだ半減期を迎えていないからではないでしょうか？
後考えられるのはストロンチウム９０ですが、これは検出されたという記事はみた覚えがありません。

＞原子炉内で圧力を高め続けている何かがある

この原発は沸騰水型軽水炉といって、簡単に言えば圧力鍋みたいなものです。
水の沸騰温度は100度ですが、この温度で沸騰した蒸気では圧力が足りません。
そのため、加圧して約70気圧、280度前後で沸騰するように出来ています。
そんなわけで、圧力が高いまま安定しているのが正常。
低かったり、安定していないとドコからか漏れているという事になるのでよけいに危険です。

大気中放射線量の減り方

NO4の続きの余談

ＮＯ２の続き

>>原発から放射性物質が今も大気中に放出され続けているのでしょうか。

放射線を理解するには、放射線を理解すれば分るかもしれません。

すべてにお答えできませんが・・・

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