放射性(ほうしゃせい)崩壊(ほうかい)と半減(はんげん)期(き)

不安定(ふあんてい)な原子核(げんしかく)が、α線(あるふぁせん)・β線(べーたせん)などの放射線(ほうしゃせん)を出(だ)して、より安定(あんてい)な別(べつ)の原子核(げんしかく)に変(か)わる現象(げんしょう)を放射性(ほうしゃせい)崩壊(ほうかい)という（放射線(ほうしゃせん)の種類(しゅるい)と性質(せいしつ)そのものは、中学校(ちゅうがっこう)のページ「放射線(ほうしゃせん)の性質(せいしつ)と利用(りよう)」で学習済(がくしゅうず)み）。γ線(がんません)（電磁波(でんじは)）はエネルギーの高(たか)い状態(じょうたい)から低(ひく)い状態(じょうたい)に移(うつ)るときに放出(ほうしゅつ)され、原子核(げんしかく)の種類(しゅるい)（陽子数(ようしすう)・質量数(しつりょうすう)）は変(か)わらない。これらに加(くわ)え、核分裂(かくぶんれつ)（新しいタブで開きます）の際(さい)などに飛(と)び出(だ)す中性子(ちゅうせいし)線(せん)も放射線(ほうしゃせん)の一種(いっしゅ)である。

放射性(ほうしゃせい)崩壊(ほうかい)が起(お)こる速(はや)さは原子核(げんしかく)の種類(しゅるい)ごとに決(き)まっていて、もとの原子核(げんしかく)の数(かず)（放射能(ほうしゃのう)の強(つよ)さ）が半分(はんぶん)に減(へ)るまでの時間(じかん)を半減(はんげん)期(き)$T$という。半減(はんげん)期(き)が過(す)ぎるたびに、残(のこ)る量(りょう)は半分(はんぶん)・さらに半分(はんぶん)…と減(へ)っていくので、時間(じかん)$t$後(のち)に残(のこ)る量(りょう)$N$は$N=N_0\times\left(\dfrac{1}{2}\right)^{t/T}$（$N_0$は最初(さいしょ)の量(りょう)）。

放射線(ほうしゃせん)にかかわる量(りょう)の単位(たんい)として、次(つぎ)の2つがよく使(つか)われる。ベクレル〔Bq〕は放射性物質(ほうしゃせいぶっしつ)が1秒(びょう)あたりに崩壊(ほうかい)する回数(かいすう)（放射能(ほうしゃのう)の強(つよ)さ）を表(あらわ)し、シーベルト〔Sv〕は放射線(ほうしゃせん)が人体(じんたい)に与(あた)える影響(えいきょう)の大(おお)きさ（等価(とうか)線量(せんりょう)・実効(じっこう)線量(せんりょう)）を表(あらわ)す。同(おな)じBqでも放射線(ほうしゃせん)の種類(しゅるい)や当(あ)たり方(かた)でSvの値(あたい)は変(か)わる。

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例題(れいだい)1：放射能(ほうしゃのう)の強(つよ)さ800Bqのヨウ素(そ)131（半減(はんげん)期(き)8日(ようか)）は、24日後(にちご)には何(なん)Bqになるか。24日(にじゅうよっか)は半減(はんげん)期(き)8日(ようか)の3回分(かいぶん)（$24\div8=3$）なので、$800\times(1/2)^3=800\times\dfrac{1}{8}=$100Bq。

例題(れいだい)2：160Bqのある放射性物質(ほうしゃせいぶっしつ)（半減(はんげん)期(き)5日(いつか)）が20Bqになるまで何日(なんにち)かかるか。$160\to80\to40\to20$で半減(はんげん)期(き)3回分(かいぶん)なので、$5\times3=$15日(にち)。

例題(れいだい)3：例題(れいだい)1のヨウ素(そ)131は、8日後(にちご)には最初(さいしょ)の半分(はんぶん)の400Bqになる。32日後(にちご)（半減(はんげん)期(き)4回分(かいぶん)）には$800\times(1/2)^4=$50Bqまで減(へ)る。

放射性(ほうしゃせい)崩壊(ほうかい)は、原子核(げんしかく)1つ1つがいつ崩壊(ほうかい)するかは決(き)まっていない統計(とうけい)的(てき)な現象(げんしょう)である。たくさんの原子核(げんしかく)が集(あつ)まると、一定(いってい)時間(じかん)あたりに崩壊(ほうかい)する割合(わりあい)はいつも同(おな)じになるため、量(りょう)が多(おお)くても少(すく)なくても、半分(はんぶん)になるまでの時間(じかん)（半減(はんげん)期(き)）は変(か)わらない。

化学(かがく)反応(はんのう)とちがい、温度(おんど)や圧力(あつりょく)を変(か)えても放射性(ほうしゃせい)崩壊(ほうかい)の速(はや)さは変(か)わらない。半減(はんげん)期(き)は原子核(げんしかく)そのものの性質(せいしつ)で決(き)まっていて、周(まわ)りの環境(かんきょう)には影響(えいきょう)されない。

BqとSvが違(ちが)う単位(たんい)になるのは、Bqが「どれだけ崩壊(ほうかい)したか」という放射性物質(ほうしゃせいぶっしつ)側(がわ)の量(りょう)、Svが「人体(じんたい)にどれだけ影響(えいきょう)があるか」という受(う)け手(て)側(がわ)の量(りょう)だからである。同(おな)じ量(りょう)の放射線(ほうしゃせん)でも、α線(あるふぁせん)・β線(べーたせん)・γ線(がんません)で人体(じんたい)への影響(えいきょう)の大(おお)きさは異(こと)なる。

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