3. 放射線・放射能・放射性物質とは？

3-1 放射性物質と放射能、放射線の違いは？

• 高いエネルギーをもった不安定な状態の「放射性同位体（RI）」は、高速の粒子や電磁波を出して安定な状態になっていきます。この高速の粒子や電磁波が「放射線」です。
• 放射能は放射線を出す能力のことをいい、放射線を出す能力をもった物質のことを放射性物質といいます。
• 懐中電灯にたとえると懐中電灯＝放射性物質、懐中電灯から出る光＝放射線、懐中電灯の光の強さ＝放射能の強さとなります。

環境省ホームページ：「放射線による健康影響等に関する統一的な基礎資料（令和4年度版）」を基に作成
https://www.env.go.jp/chemi/rhm/r4kisoshiryo/r4kiso-01-01-01.html

3-2 放射線はどこから生まれるの？

• 放射性同位体（RI）は、不安定で自然に放射線を放出して別の原子核に変わっていきますが、その際に、アルファ（α）線、ベータ（β）線を放出します。
• α線やβ線を出した直後の原子核は、通常、まだ不安定な状態（励起状態）なため、それらが安定な状態になる時にガンマ（γ）線が放出されます。
• エックス（X）線は原子核の外側で発生する電磁波です。
• 中性子は、原子核を構成する粒子の一つです。原子核が核分裂する等の際に運動エネルギーを持って原子核の外へ飛び出す中性子のことを中性子線といいます。

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環境省ホームページ：「放射線による健康影響等に関する統一的な基礎資料（令和4年度版）」を基に作成
https://www.env.go.jp/chemi/rhm/r4kisoshiryo/r4kiso-01-03-01.html

3-3　放射線の単位は？

壊変と放射線

• 原子核がエネルギー的に不安定な放射性物質では、余分なエネルギー（放射線）を出して、安定な状態に変わろうとします。これを壊変（崩壊）といいます。
• 放射性物質の原子核が変化し放射線を出してエネルギー的に安定になれば、放射線を出さなくなります。

壊変と放射線

ベクレル（Bq：Becquerel）

放射性物質が放射線を出す能力（放射能）の大きさを表す単位。
1ベクレルとは、1秒間に一つの原子核が壊変（崩壊）^（注）することを表します。例えば、370ベクレルの放射性カリウムは、毎秒370個の原子核が壊変して放射線を出してカルシウムに変わります。

（注）壊変（崩壊）とは原子核が放射線を出して別の原子核に変わる現象のことです。

グレイ（Gy：Gray）

放射線のエネルギーが物質や人体の組織に吸収された量を表す単位。
放射線が物質や人体に当たると、もっているエネルギーを物質に与えます。1グレイとは、1キログラムの物質が放射線により1ジュール^（注）のエネルギーを受けることを表します。

（注）ジュール：エネルギーの大きさを表す単位

シーベルト（Sv：Sievert）

放射線の種類や強さを考慮して、私たちの体が放射線によってどれだけ影響を受けるかを表す単位。
放射線を安全に管理するための指標として用いられます。

文部科学書ホームページ：「中学生・高校生のための放射線副読本」を基に作成
https://www.mext.go.jp/b_menu/shuppan/sonota/attach/1314159.htm

3-4 放射線の種類は？ その性質は？

放射線の種類と透過力

1.アルファ（α）線

原子核から放出される粒子（陽子2個・中性子2個からなるヘリウムの原子核）です。 α線は紙1枚でさえぎることができます。

2.ベータ（β）線

原子核から放出される電子です。β線は空気中では数ｍ程度飛び、アルミニウムなどの金属板でさえぎることができます。

3.ガンマ（γ）線、エックス（X）線

γ線は不安定な状態にある原子核が、より安定な状態に移る時に発生する電磁波です。X線は、原子核の外側から発生する電磁波です。どちらも空気中を数十mから数百m飛び、密度の高い鉛などでさえぎることができます。

4.中性子線

中性子は原子核を構成する粒子の一つです。質量がほぼ同じ陽子（水素の原子核）と衝突する場合に最も効果的にエネルギーを失います。水・コンクリートのように、水素をたくさん含む物質でさえぎることができます。

環境省ホームページ：「放射線による健康影響等に関する統一的な基礎資料（令和4年度版）」を基に作成
https://www.env.go.jp/chemi/rhm/r4kisoshiryo/r4kiso-01-03-02.html
https://www.env.go.jp/chemi/rhm/r4kisoshiryo/r4kiso-01-03-08.html

放射線の性質

放射線には、電離作用、蛍光作用、透過といった性質があり、各特性は医療や工業、農業などのさまざまな分野で応用されています。

• 電離作用は、放射線が物質を通過する時、もっているエネルギーを原子や分子に与え、電子をはじき出す働きです。
• 蛍光作用は、紫外線や放射線などが物質にあたった時、その物質から光を出させる働きのことです。
• 透過は、放射線が物質を通り抜ける性質のことです。

原子力文化財団ホームページ：「原子力・エネルギー図面集」を基に作成
https://www.ene100.jp/zumen/6-1-4

3-5 放射能は時間とともに減っていく

（物理学的）半減期

放射性物質と半減期

	原子の種類	半減期
人工の 放射性物質	ヨウ素131（ウランの核分裂で生まれる核分裂生成物）	約8日
	コバルト60（原子炉の鋼材などに中性子が当たって生まれる腐食生成物）	約5年
	セシウム137（ウランの核分裂で生まれる核分裂生成物）	約30年
	プルトニウム239（ウランが中性子を吸収して生まれる超ウラン元素）	約24,000年
自然界に 存在する 放射性物質	ラドン222	約4日
	ラジウム226	1,600年
	カリウム40	約13億年
	ウラン238	約45億年

電気事業連合会ホームページ：「放射線Q＆A」を基に作成
https://www.fepc.or.jp/library/pamphlet/pdf/05_housyasen_qa.pdf

生物学的半減期と実効半減期

• 呼吸や飲食などで体内に取り込まれたRIは、体の代謝や排泄によって体外に排出されます。体に取り込んだ量が排出によって半分に減るまでにかかる時間を「生物学的半減期」といいます。
• 生物学的半減期は、RIの化学的な性質や、体内に取り込んだ人の年齢など、生理的な要因によって異なります。
• 「物理学的半減期」や「生物学的半減期」などにより、体内にあるRIが半分に減るまでにかかる時間を「実効半減期」といいます。

原発事故由来の放射性物質の半減期

	H-3リチウム	Sr-90ストロンチウム 90	I-131ヨウ素131	Cs-134セシウム134	Cs-137セシウム137	Pu-239プルトニウム 239
出す放射線の種類	β	β	β, γ	β, γ	β, γ	α, γ
生物学的半減期	10日（注1）（注2）	50年（注3）	80日（注2）	70日～100日（注4）	70日～100日（注3）	肝臓：20年（注5）
物理学的半減期	12.3年	29年	8日	2.1年	30年	24,000年
実効半減期生物学的半減期と 物理学的半減期から計算	10日	18年	7日	64日～ 88日	70日～ 99日	20年
蓄積する器官・臓器	全身	骨	甲状腺	全身	全身	肝臓、骨

実効半減期は、生物学的半減期の表中に記載した蓄積する器官・組織の数値から計算。
（注1）：トリチウム水、（注2）：ICRP Publication 78、（注3）：JAEA技術解説,2011年11月、（注4）：セシウム137と同じと仮定、 （注5）：ICRP Publication 48

環境省ホームページ：「放射線による健康影響等に関する統一的な基礎資料（令和４年度版）」を基に作成
https://www.env.go.jp/chemi/rhm/r4kisoshiryo/r4kiso-02-02-04.html