mikiochiba さんの日記
2011
7月
2
(土)
16:47
本文
子どもたちの未来を奪うな!
放射性物質の回収・除去方法
私は「私の東北復興プラン」で、プランBとして「放射性物質の除去活動」を挙げた。ここでは、その具体的な内容について考えを展開していく。
敵を知る――「核」に関する低レベル知識
まず、原子や原子核、核分裂などに関して基本的なおさらいをしておこう。といっても、私自身が専門家ではないので、中学・高校の教科書レベルの話である。
知られているように、全ての物質は元素からできている。地球上には天然の元素が103種あって、これが物質の源であり、元素は原子核とそれを取り巻く電子(-)で構成されている。
例えば、一番単純な元素である水素(H)の原子核は1個の陽子(+)と1個の中性子から成り、その周囲を1個の電子が飛んでいる。以下、ヘリウム(He)は2個の陽子と2個の中性子に周囲の2個の電子――という具合に、原子核内の陽子と中性子の数は同じ、陽子の数に合わせて電子の数も決まってくる。
ただし、電子の配列は内側からK、L、M、N殻と呼ばれる軌道にそれぞれ最大の数が2個、8個、18個、32個と決まっている。
現在では素粒子論によって核内の究明が進められている。湯川秀樹博士の中間子論や、小柴昌俊東大名誉教授のニュートリノ研究などがそれだ。
さて、核内の陽子数と中性子数、それを取り巻く電子の数が同じなら安定した元素だが、その均衡が破れている不安定な元素がある。それが放射性元素でウラン、ラジウム、ストロンチウムなどだ。これらは放射線を放出する。つまり、放射能を持つ。
放射性元素の不安定な原子核は「原子核崩壊」を起こして別な2つ以上の元素に変わっていく。不安定な原子核とは「重い核」「陽子が過剰な核」「中性子が過剰な核」などで、これらは主に
1ベータ崩壊 電子、あるいは陽電子を放出してやや軽い核になる
2アルファ崩壊 アルファ粒子であるHe核を放出して軽い核になる
3重荷電粒子線であるHe核より重い大きな核を1個以上放出してかなり軽い核になる
といった形で核分裂を起こす。
ちなみに、核崩壊では核内の膨大なエネルギーが放出されるが、これは発熱反応である。
核分裂によって生成される「核分裂生成物」は元素の種類で約40種、質量数では見れば約100種に上る。ニッケルなどの安定した元素が生成される一方、ヨウ素などの安定した元素の質量数が変わって「放射性ヨウ素」となるケースがある。というより、ほとんどがベータ線・ガンマ線を放出する能力(放射能)を持ち、核崩壊を繰り返しながら安定化に向かい、最終的にニッケルなどの安定した元素になるわけだ。
原子力発電は、ウランなどの燃料に連続的に核分裂を起こさせ(これを「臨界」という)、この際に生じる膨大な熱エネルギーで蒸気を作り発電機のタービンを回す。つまり、熱源が異なるだけで、発電の原理は火力発電と同じである。
敵を知る――メイン・ターゲットは「放射性セシウム」
さて、今回の東京電力福島第一原子力発電所事故ではメルトダウン、メルトスルーが起こり、加えて水素爆発によって本来は炉心内や建屋内に閉じ込めてあるべき核分裂生成物が環境中にバラ撒かれた。
どれだけの量なのか、どのような核種なのか、情報が少ないのでさっぱりわからない。推測だが、大量に放出された核種は主に「放射性ヨウ素」と「放射性セシウム」であり、他に「ストロンチウムは微量」と報じられている。
このうち「放射性ヨウ素」の半減期は8日程度といわれているので、現在我々の周囲にある放射性物質は大部分が「放射性セシウム」と考えられる。ターゲットはこれだ。
セシウム(Cs)はナトリウムやカリウムなどと同じアルカリ金属類で、原子番号55、質量132・9。質量数の異なる同位体は112~151まであり、このうち放射性同位体はセシウム135やセシウム137など。これが「放射性セシウム」である。
セシウムには「親水性」(水に溶けやすい)と「粘着性」(何かにくっ付きやすい)という性質がある。この2つの性質を利用することで環境中の「放射性セシウム」を回収できるのだ。補足すると、酸性の水にはよく溶ける。
放射性物質の回収・除去方法
私は「私の東北復興プラン」で、プランBとして「放射性物質の除去活動」を挙げた。ここでは、その具体的な内容について考えを展開していく。
敵を知る――「核」に関する低レベル知識
まず、原子や原子核、核分裂などに関して基本的なおさらいをしておこう。といっても、私自身が専門家ではないので、中学・高校の教科書レベルの話である。
知られているように、全ての物質は元素からできている。地球上には天然の元素が103種あって、これが物質の源であり、元素は原子核とそれを取り巻く電子(-)で構成されている。
例えば、一番単純な元素である水素(H)の原子核は1個の陽子(+)と1個の中性子から成り、その周囲を1個の電子が飛んでいる。以下、ヘリウム(He)は2個の陽子と2個の中性子に周囲の2個の電子――という具合に、原子核内の陽子と中性子の数は同じ、陽子の数に合わせて電子の数も決まってくる。
ただし、電子の配列は内側からK、L、M、N殻と呼ばれる軌道にそれぞれ最大の数が2個、8個、18個、32個と決まっている。
現在では素粒子論によって核内の究明が進められている。湯川秀樹博士の中間子論や、小柴昌俊東大名誉教授のニュートリノ研究などがそれだ。
さて、核内の陽子数と中性子数、それを取り巻く電子の数が同じなら安定した元素だが、その均衡が破れている不安定な元素がある。それが放射性元素でウラン、ラジウム、ストロンチウムなどだ。これらは放射線を放出する。つまり、放射能を持つ。
放射性元素の不安定な原子核は「原子核崩壊」を起こして別な2つ以上の元素に変わっていく。不安定な原子核とは「重い核」「陽子が過剰な核」「中性子が過剰な核」などで、これらは主に
1ベータ崩壊 電子、あるいは陽電子を放出してやや軽い核になる
2アルファ崩壊 アルファ粒子であるHe核を放出して軽い核になる
3重荷電粒子線であるHe核より重い大きな核を1個以上放出してかなり軽い核になる
といった形で核分裂を起こす。
ちなみに、核崩壊では核内の膨大なエネルギーが放出されるが、これは発熱反応である。
核分裂によって生成される「核分裂生成物」は元素の種類で約40種、質量数では見れば約100種に上る。ニッケルなどの安定した元素が生成される一方、ヨウ素などの安定した元素の質量数が変わって「放射性ヨウ素」となるケースがある。というより、ほとんどがベータ線・ガンマ線を放出する能力(放射能)を持ち、核崩壊を繰り返しながら安定化に向かい、最終的にニッケルなどの安定した元素になるわけだ。
原子力発電は、ウランなどの燃料に連続的に核分裂を起こさせ(これを「臨界」という)、この際に生じる膨大な熱エネルギーで蒸気を作り発電機のタービンを回す。つまり、熱源が異なるだけで、発電の原理は火力発電と同じである。
敵を知る――メイン・ターゲットは「放射性セシウム」
さて、今回の東京電力福島第一原子力発電所事故ではメルトダウン、メルトスルーが起こり、加えて水素爆発によって本来は炉心内や建屋内に閉じ込めてあるべき核分裂生成物が環境中にバラ撒かれた。
どれだけの量なのか、どのような核種なのか、情報が少ないのでさっぱりわからない。推測だが、大量に放出された核種は主に「放射性ヨウ素」と「放射性セシウム」であり、他に「ストロンチウムは微量」と報じられている。
このうち「放射性ヨウ素」の半減期は8日程度といわれているので、現在我々の周囲にある放射性物質は大部分が「放射性セシウム」と考えられる。ターゲットはこれだ。
セシウム(Cs)はナトリウムやカリウムなどと同じアルカリ金属類で、原子番号55、質量132・9。質量数の異なる同位体は112~151まであり、このうち放射性同位体はセシウム135やセシウム137など。これが「放射性セシウム」である。
セシウムには「親水性」(水に溶けやすい)と「粘着性」(何かにくっ付きやすい)という性質がある。この2つの性質を利用することで環境中の「放射性セシウム」を回収できるのだ。補足すると、酸性の水にはよく溶ける。
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