放射能をもった物質が宇宙に持ち出され、常に太陽光線を浴びているとします。

その物質は熱放射を起し、温度がどんどん上がると思います。

するここの物質の半減期は変化しますか?
それとも原子核崩壊は化学反応ではないので、変化しないものですか?

変な質問ですみません。
核廃棄物を宇宙処分(宇宙投棄)するとどうなるか、ちょっと気になったものですから。

よろしくお願いします。

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A 回答 (4件)

半減期は基本的に変化しません。


熱放射は軌道電子からの放射であり核(放射能)には関与しないのです。


ただ、ベータ崩壊の1つに軌道電子捕獲(EC)というものがありますが、これによる崩壊の半減期は化学種(当然電子の軌道が変わる)によって変化することが知られています。(どういう状態でどの程度の変化があるのかはわかりません、すみません。)エネルギー的にβ+崩壊を起こす核は必ずECをします。これらの部分的な崩壊確率の全ての寄与で全体の半減期が決定するので、(中性子N個、陽子N個の)安定線よりも陽子過剰側に存在する核はEC and/or β+崩壊するので、厳密には全て変化すると言ってしまってよいかもしれません。

物質の温度でも軌道が変わり、さらに上がればプラズマ化しますので当然電子状態が変わり、EC確率も変わってくるでしょうね。


(デバイ温度になぞらえて核温度という概念がありますがこれは核の準位密度に関連する量であって普通の温度とは関係ないのです。)
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

EC確率というのがあるのがわかり、勉強になりました。

お礼日時:2003/10/12 16:44

ちょっと気になったので補足します。

#3の方の書いた

> 軌道電子捕獲で崩壊する核はそれほど多くはありません。
ですが、何を基準にされているのか分かりませんが、推察するに一般的な放射性物質の中ではあまり代表的な種類が見受けられないという解釈でしょうか。

安定線よりも陽子過剰側の核では先に述べたとおり必ずEC崩壊します。従って、実際にはEC崩壊核はかなり多く、現在約3000種類の核が確認されていますが(実際に数えたことはないのですが)半数近くはEC崩壊すると言ってよいでしょう。
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この回答へのお礼

ありがとうございます。

有害な放射能を無害にする技術があればいいのですが。

お礼日時:2003/10/14 21:22

軌道電子捕獲で崩壊する核はそれほど多くはありません。

また捕獲されるのは内側の軌道の電子ですが宇宙に持ち出したぐらいでは多分そんなに内側の電子まで励起されないと思います
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この回答へのお礼

追加情報、ありがとうございます。

お礼日時:2003/10/12 16:46

すいません。

ちょっと書き間違えました。
中性子N個、陽子N個

中性子N個、陽子Z個
です。安定線は殆どがN≧Zの関係にあります。
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キャノンのカメラ(EOS5D等)の保管温度の上限をご存知の方いらっしゃいましたら教えてください。

動作環境ではありませんのでお間違いなきようお願いいたします。

Aベストアンサー

電子機器では、保管温度=保存温度と思われますが、通則は無くて、一般には部品メーカーと機器メーカー間で仕様書により取り決めます。
当然にカメラにおいても使用部品によって温度範囲は制限されるでしょうから、内規において定まっていると思います。

メーカーに問い合わせれば、回答が得られると思います。
積極的に公開していないだけで、ユーザーも知る必要がある規格と思いますね。

例えば、使用周囲温度 -5~+55℃(ただし、氷結・結露しないこと)
に対して、
保存温度 -15~+65℃(ただし、氷結・結露しないこと)
のように10deg程度以上使用温度範囲に対して広くなります。
(使用中には、電子部品から発熱し内部が周囲温度より温度上昇しますから、当然そのくらいの温度範囲には、耐えるようにもして有ります。)

Q自発核分裂物質の半減期を算出する理論

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No.2です。
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>1. この核分裂断面積計算式を使用すると、たとえばU235なんかは、正確に核分裂断面積を求めることが出来るのでしょうか?
トラペを見る限り実験データとの整合性を求めているので少なくともオーダーは正しく計算されるものと思います。どこまで正確なのかは不明です。

>2. 自発核分裂するかしないか、目安を求める式は、P2の「液滴モデルによる安定性の限界」によって計算できるのでしょうか?この式の詳細を知りたいのですが、日本語の本はないでしょうか?
>3. 自発核分裂するかしないか、目安を求める式は、現在でもP2の「液滴モデルによる安定性の限界」に記載の液滴モデルによって、求めるしかないのでしょうか?
それはあくまで安定性の目安です。P3にあるように実際には殻効果があってそのためより小さな核(ウランなど)から自発分裂を起こします。理論は従って液滴模型と殻模型の統合を目指しています。
その式自体は一般的な原子核構造の入門的専門書にあります。専門書は理系大学生協や図書館で見られます。ネット上で詳しい説明はないですがさわりだけ概括されている物を上げておきます。http://www.metro-u.ac.jp/~suzukitr/nucl6.pdf

>4. ウラン等の金属に、電圧、温度等の外力を加えて、核分裂断面積を大きくすることは可能でしょうか?
エネルギーの桁が全く段違いなので日常的な温度変化や電圧印加などでは変化しません。原子核の形状を変形させるほどの大きな外力は放射線によってしか与えることができません。一般に断面積はエネルギーが高くなれば大きくなりますがその依存性は複雑です。

>5. 原子核の振動数は10の21乗ヘルツ程度らしいですが、この振動数はどのように測定するのでしょうか?
それは原子核の核子の固有エネルギー準位や変形のエネルギー準位のことだと思われます。光の振動数がエネルギーに比例するように、原子や原子核のエネルギーも振動数で表すことができます。その測定には通常光を利用します。光と言ってもγ線やX線と呼ばれるエネルギーの高い光です。原子核が高いエネルギー状態にあるときは、よりエネルギーの低い安定な状態に移るときに光を放出するのでそれを測定します。

No.2です。
まずお断りしておきますが、私は原子核分裂の専門家ではありませんので、現代の理論の詳細については詳しくありません。その点は割り引いてお読みください。

>1. この核分裂断面積計算式を使用すると、たとえばU235なんかは、正確に核分裂断面積を求めることが出来るのでしょうか?
トラペを見る限り実験データとの整合性を求めているので少なくともオーダーは正しく計算されるものと思います。どこまで正確なのかは不明です。

>2. 自発核分裂するかしないか、目安を求める式は、P2の「液...続きを読む

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先日テレビを見ていて、体温の変化をサーマルカメラで映していました。
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Aベストアンサー

 回答番号:ANo.3です。

>念のため3日間程汲み置きをすると良い

 半減期が8.021日という事は、時間が経つに従って別の物質に変わって行き、8.021日経った時点で残っている量が、最初の量の半分になっているという事です。
 更に、8.021日の2倍の16.042日が経てば、最初の量の半分のそのまた半分である4分の1の量になり、24.062日で8分の1、32.084日で16分の1、という具合に減って行きます。
 3日程度では半分に減るのに必要な時間も経っていないため、最初の量の約77%が残っていますから、大して減ってはいない事になり、あまり意味は無いと思います。
 尚、8日で半分になるのは、ヨウ素131の場合であり、放射性物質の種類によって半減期は異なっていて、半減期が1秒に満たないものもあれば、何兆年にもなるものもあります。
 例えば、ヨウ素129の半減期は約1570万年です。
 但し、半減期が長い方が危険とは限りません。
 放射性物質の半減期が短いという事は、短い時間で大量の放射線を出すという事です。
 一方、半減期が長ければ、同じ量の放射線を出すのに長い時間がかかるという事です。
 ですから、半減期が短い放射性物質の方が、一般的に放射能が強くなる傾向があります。

 回答番号:ANo.3です。

>念のため3日間程汲み置きをすると良い

 半減期が8.021日という事は、時間が経つに従って別の物質に変わって行き、8.021日経った時点で残っている量が、最初の量の半分になっているという事です。
 更に、8.021日の2倍の16.042日が経てば、最初の量の半分のそのまた半分である4分の1の量になり、24.062日で8分の1、32.084日で16分の1、という具合に減って行きます。
 3日程度では半分に減るのに必要な時間も経っていないため、最初の量の約77%が残っていますから、大して減っ...続きを読む

Q蛍光測定のカメラについて

LIF(レーザー誘起蛍光法)による温度測定に関する質問です。

蛍光画像を撮影する際に、グレースケールカメラよりRGBカラー3CCDカメラを使用した方が温度分布の精度が高いと聞いたことがあるのですが、なぜ3CCDカメラの方が精度が高いのでしょうか。

返信よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

こんばんは。

3CCDの場合には、プリズムなどを使って分光を行います。ただし、その分だけエネルギー損失が大きいので、あくまでも資料用画像として抽出するのが一般的です。

グレースケールカメラの場合には、分光やフィルターを使っていないので、直接エネルギーを取り込むことができるはずです。問題は、リニアリティの問題だと思います。

3CCDの場合には、リニアリティを各CCDで補正ができます。それに対して、グレースケールの場合には、弱いエネルギーの光子を捕獲しずらい点があるのかも知れません。

ちなみに、高精度の実験などの場合には、超低温冷却したグレースケールカメラで測定することが多いです。人工衛星の「あかり」など・・。

そんな訳で、普通に使う場合には必要ない、しかし映画やTVなどで色温度を合わせるような画像撮影をする時には、3CCDカメラ。天文学分野などでは、超低温冷却型のグレースケールカメラが使われているからでしょう。

では。

Q放射性物質の半減期を短縮する方法

原発の事故で脱原発の運動が活発化していますが
現実問題として原発ヤメタと言ってもその負の遺産の処理や
代替エネルギーの確保には莫大なお金と時間がかかり
とても電力会社(民間企業)がやれるものじゃないと思います。

ですが、
負の遺産を子や孫の世代にこれ以上増やさないためにも

使用済み燃料の半減期についてですが
これって普通の状態(常温・定圧など)での話でしょ
積極的に状態を変えて半減期を短縮する方法があるんじゃないのかな?
そんな研究をしているところや何らかのレポートがあれば教えてください。

Aベストアンサー

半減期を短縮する方法があれば世界中の核廃棄物処理の問題が一気に可決するのですが、ほとんど不可能です。
ほとんどの物理現象は分子、原子レベルで起きるので温度と圧力でコントロールできますが、自然の核分裂以外の原子核反応を制御することがいかに難しいことか、現実を考えてみれば明らかになるでしょう。

多くの予算が使われましたが核融合の実験は完全に失敗しました。
核レベルの実験装置はわずかな反応を起こさせるために莫大な費用で巨大な加速装置を作らなければなりません。
宇宙レベルでは核反応は日常のことですが、核反応を自由に操作できるような条件を作り出すことは人の能力の及ばない神の領域とも言えます。
このことを知っている科学者たちは最初の原子炉が作られる前から原子炉の危険性について警告してきました。
科学によって人が重力と時間を制御できるようなレベルになれば可能になるかもしれません。

Qカメラ(光学?)の勉強

大学の実験で様々なカメラを使うそうなので,
カメラとか光学系の勉強をしておいてください,と言われたのですが
何かおすすめの参考書などはありますでしょうか.

具体的には,放射温度計やハイスピードカメラなどのように,
高速で変化する現象を観察,撮影したり,
放射温度計などで温度を計測するための技術について知りたいです.

Aベストアンサー

とりあえず、わかりやすそうなWebがあるので、一読してみてください。
後は、実物と取説で勉強した方が早そうです。
http://www.anfoworld.com/Highspeedcameras.html
http://www.jp.omega.com/prodinfo/infraredthermometer.html

Q半減期と放射性物質の分担処理

放射能の半減期というものがあると思いますが、これは現状の放射能が半分になる時間が一定だという事を表わしていると思います。
この性質を考えると放射性物質が一箇所に集っている方が効率良く放射能を減らせるという事になると思います。

一方ニュースなどで、震災で出た放射性物質を各自治体で分担して処理するという様な話を聞きます。
これをやると、一箇所にあった放射性物質がバラバラになるので、放射能を減らす効率が悪くなるという事になるのでしょうか?

多分、私の書いた「一箇所」というのが、どのくらい集中しているかに依るのだと思いますが。実際問題、自治体で分担するというのは本当に良い方法なのかなぁと気になったので質問してみました。

Aベストアンサー

一か所に集めても分散してても半分になる期間はかわりませんし、全体の放射能の量も変わりません。
たとえば100の放射線を出す半減期30年の物質があったとして、
(1)一か所に集めたら100の放射線を出します。30年経ったら50になります。
(2)半分ずつ分散したら一か所につき50の放射線を出します。30年経ったら一か所につき25で、合計すると50です。

Q非常に温度の低い環境での使用について

近々、かなり温度の低い環境(-20℃程度)でビデオカメラを三脚固定し、30分~1時間程度撮影を行う予定がありまして、当初は手持ちのSDカードタイプのビデオカメラにて撮影を行おうかと思っていたんですが、最高でも1時間程度と、それほど時間も長くないので画質を優先してMiniDVで撮影を行おうかな?と思っているんですが、実際-20℃程度の環境で動作してくれるんでしょうか。SDカードタイプのビデオカメラは既にテスト撮影を行っていて、2時間程度の撮影でも正常に記録してくれたため、MiniDVカメラを使用するとしても、予備として同時に2台で撮影する予定です。

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バッテリーに関しては、一ヶ月ほど前に購入した大容量のものを使っているので、大丈夫かと思います。(外部電源も使えるので)

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Q放射能、放射性物質が半減するときに何が起きている?

原発から出た放射性物質の半減期という言い方を良く聞きます。
そもそも半減期とはおよそ下記のページで理解できました。

半減期とは、放射性物質が放射線を出す能力(放射能)が元の半分になるまでの期間を意味する。
http://sankei.jp.msn.com/affairs/news/110326/dst11032600390003-n1.htm

●質問
実際にはミクロのレベルで、何が起きていて放射線が半減しているのでしょうか?
減ったエネルギーはどこへ行ってしまうのでしょうか?

乾電池の自然放電みたいな感じでしょうか?
それとも空気中の何かと反応してエネルギーを使っているとか?
物理を知らない、素人でもなるべく分かるように教えて下さい。

Aベストアンサー

放射線には大きく4種類あります。
アルファ線、ベータ線、ガンマ線、中性子線です。
このほかに宇宙からくる宇宙線(主に陽子)、ガンの治療に利用する重粒子線、ノーベル賞受賞で有名になったニュートリノ等々有ります。

全ての物質は原子から出来ていますが原子の中心には原子核が有ります。
原子核は陽子、および陽子と中性子からなっています。
陽子はプラスの電気を帯びているので陽子同士をくっ付けようとしても電気の反発力でバラバラになってしまいます。
この力に逆らって陽子をくっ付けているのが核力です。
陽子と中性子が核力を持っているので陽子に適当な数の中性子が混ざっていると原子核は安定していられます。

陽子と中性子の数がちょうどいい値になっていないと原子核が不安定になり、放射線を放出してより安定な状態に変化します。
アルファ線は陽子2個と中性子2個がくっついたもので、ヘリウムの原子核と同じものです。
ベータ線は電子又は陽電子(プラスの電気を持っているがその他の性質が電子と同じ)です。
 電子が放出される過程では中性子が電子と陽子に変わります。
 陽電子が放出される過程では陽子が中性子と陽電子に変わります。
ガンマ線は電磁波のうちエネルギーの高いものです。
 電磁波のエネルギーの低いものから順に、電波、赤外線、可視光、紫外線、エックス線、ガンマ線となります。
中性子線は原子核が中性子を放出してより安定な原子核に代わる時に出ます。

中性子は単独で存在していると不安定で半減期約10分で陽子と電子に崩壊します。

半減期は多数の原子を集めたときにその半分の原子が崩壊するまでの時間を言います。
ヨウ素131の半減期は約8日なので、8日で半分にさらに8日でその半分つまり1/4になります。
80日たてばおよそ千分の1になります。
一つの原子を観察していてもいつ崩壊するかは予測する事は出来ません。

放射線には大きく4種類あります。
アルファ線、ベータ線、ガンマ線、中性子線です。
このほかに宇宙からくる宇宙線(主に陽子)、ガンの治療に利用する重粒子線、ノーベル賞受賞で有名になったニュートリノ等々有ります。

全ての物質は原子から出来ていますが原子の中心には原子核が有ります。
原子核は陽子、および陽子と中性子からなっています。
陽子はプラスの電気を帯びているので陽子同士をくっ付けようとしても電気の反発力でバラバラになってしまいます。
この力に逆らって陽子をくっ付けているのが核力...続きを読む


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