鹿児岛大学工学部机械工学科
1,鹿児島大学工学部機械工学科 中村祐三,原子炉周辺技術 加速器周辺技術 電子線利用技術 線利用技術 利用技術,放射線放射性同位元素（）利用 （理学工学農学医学他）,使用者取扱者 被爆者（患者） 事業所（大学企業他） 社会環境,安全管理,放射線環境,2,基盤技術 応用技術 周辺技術,法的規制,情報 公開, , ,個人社会環境 即時的持続的影響,教育,研究,安全管理 緊急事態管理,3,臨界事故（1999年9月30日）,JCO （茨城県東海村再転換工場）3人職員、注濃縮（18.8）硝酸約16kg沈殿槽入、臨界事故発生。 人死亡 被爆量 17Sv10 Sv8SV,4,0.001,0.01,0.1,1,10,異常発生原子力事業者通報（1時間）,胸線集団検診（/1回）、軽水炉周線量目標値（/年）,東京飛行機往復,国内自然放射線差（県別）,原子力緊急事態（1時間）,胃線集団検診（回）,一般公衆線量限度（/年、医療被曝除）,国内自然放射線（/年）、2.4 mSv/y,胸部（回）,線量 （mSv）,宇宙線（0.36 mSv/y） 大地線（0.41 mSv/y） 体内全部(1.63 mSv/y) K-40（0.18 mSv/y） （1.5 mSv/y）,暮中放射線,自然放射線 年間 2.4 mSv （時間平均 0.27 mSv/h),5,235U,熱中性子,複合核,236U,速中性子,線,速中性子,熱中性子235U核分裂 (天然、238U大部分、235U同位体存在比0.7）,核分裂生成物 （F.P.),核分裂生成物 （F.P.),6,原子炉（熱中性子炉）基本的概念,制御棒,吸収,減速材,熱中性子,235U,速中性子,漏洩,減速材,制御棒,吸収,放出：200 MeV ( 3 × 10-11 J),核分裂,7,鉱石 235U (0.7%),精錬,転換工場,UF6,濃縮工場,再転換工場,成型加工工場,原子炉,再処理工場,UF6,UO2,燃料集合体,使用済燃料,回収,回収 ,高 放射性廃棄物,低 放射性廃棄物,軽水炉（3.4） 増殖炉（20）,核燃料,8,地球温暖化CO2,9,地球温暖化原子力発電,10, Ar 原子番号Z = 18,原子構造,原子核核子 質量数 A = Z + NZ個陽子（p)N個中性子（n）Z個軌道電子,同位体（存在比）,11,12C原子量12.000000、 12C原子一個質量12u。1 u = 1.661 x 10-27 kg ；質量= 931.5 MeV = 1.492 x 10-10 J = 3.55 x 10-11 cal ；（E = mc2、；静止質量、c；光速）陽子質量 = 1.0072765 u 中性子質量 = 1.0086649 u 電子質量 = 0.0005486 u,原子質量単位（u amu）,12,質量欠損原子核結合,原子Z個電子（質量me）Z個陽子（質量Mp）N個中性子（質量Mn）予想原子質量M = Z(Mp + me) + NMn実際質量 M 予想質量 M小（質量欠損）。 結合 = DMc2 = (M M)c2,13,核子一個結合,多同位体、核子結合Eb/A 調、質量数増加共増加、60近傍（鉄、）約8.8MeV最大値、後徐減少。、60程度元素的安定元素示、実際、地球中心部鉄、天然多存在。,（、4He抜）,14,天然、人工的作不安定原子核 過剰粒子電磁波（放射線） 放出、壊変（放射壊変）放射能；核種不安定放射線放出改変性質 放射性核種、放射性同位体；放射能示核種 （放射性同位元素、） 安定核種、安定同位体；放射能示安定核種 例）天然K（原子番号19） 39K 存在度 93.2581 安定 40K 存在度 0.0117 放射性（壊変EC壊変）41K 存在度 6.7302 安定,15,（）238U232Th質量数大、不安定核種。 主、4He原子核（粒子）放出多（壊変）。,壊変、質量数A 140 （大部分原子番号Z 92）核種起。 Z 90、核分裂起。,主放射性核種壊変、放射線 ,（粒子、線）,壊変（崩壊）,16,原子核質量数変、中性子陽子放出（b-壊変）、陽子陽電子放出（b+壊変）、陽子電子捕獲（EC壊変、電子捕獲）変換、安定核種近。,+崩壊： Q>1.02MeV中性子欠損核種起。,-崩壊：中性子富核種起。,n；中性子、p；陽子、e-；電子（b-)、e+；陽電子（b+）、 n；、n；反,主放射性核種壊変、放射線 2,b壊変伴放出電子b-線、陽電子b+線。総称、b線呼。,（）安定核種比中性子数（N）過剰不足不安定核種。,17,EC壊変（電子捕獲）,中性子欠損核種起。EC壊変、軌道電子核内過程、殻電子最起。EC壊変引続、電子殻K殻電子捕獲生空孔埋、外側線落込、際軌道電子準位差相当特性線放出。、特性線外側殻軌道電子叩出過程（電子）。,主放射性核種壊変、放射線 2（続）,18,（）核異性体、励起状態原子核過剰電磁波放出、安定状態転移多。g壊変、放出電磁波g線。,内部転換（IC） 原子核励起軌道電子渡、電子放出（内部転換電子）。低励起（ 0.2 MeV）起。 内部転換起、軌道電子殻空位生、特性線電子放出起。,壊変 核異性体転移（IT）,60mCo 60Co + g,主放射性核種壊変、放射線 ,19,親核種,準位値）,壊変種類 確率（）,0+, 娘核種,（安定）,0+ 138.4 d,a,100% (5.305 MeV),5.408 MeV,壊変図式,典型的壊変壊変図式（下線差数値、記号説明）,20,1+,0+,0+,b+ 0.05%,1.275,EC 10.1%,b+ 89.8%,2.602 y,b- (1.711) 100%,2+,14.26 d,壊変図式,b壊変、g壊変壊変図式,21,放射性核種壊変放射能,時刻 t 放射性核種数NN = Noe-lt No；初期放射性核種数壊変定数（崩壊定数）l半減期T関係放射能強 （単位 Bq（） = 1 壊変/秒） （1 Ci = 3.7 x 1010 Bq),22,時間 t,放射能強度対数,壊変定数（半減期）測定,log A,23,線生成,24,中性子生成,235U + n X + Y + 23 n,核分裂反応,核融合反応,D + T 4He + n + 17.62 MeV D + D 3He + n + 3.27 MeVD：重水素（） 2H T：三重水素（） 3H,25,荷電粒子物質構成原子相互作用,Ra = 0.32 E 3/2,空気中粒子飛程,Ra cm、E MeV,26,入射電子,制動放射,電磁波,軌道電子相互作用,原子核電場相互作用,電子（線）物質構成原子相互作用,線,m：吸収係数,電離励起,物質中強度,Rb, max r = 0.542 Emax - 0.133 g/cm2( 0.8 MeV < Emax < 3 MeV),最大飛程,;密度,27,線（線）物質構成原子相互作用,光電効果,散乱,電子対生成,電離,電離,電離,28,光電 効果,散乱,電子対生成,吸収係数,線,物質中線強度,吸収係数,m = mphoto（光電効果）+ mCompt（効果）+ mpair（電子対生成）,線（線）物質中透過吸収係数,29,a線、b線、g線（線）物質中入射、物質構成原子相互作用、原子電離励起。電離励起作用結果、物理的化学的生物学的効果生。 、電離励起作用利用、放射線計測可能。,放射線物質相互作用、放射線計測,（） 気体電離 放射線物質電離作用、正帯電電子対形成。空気対形成要35 eV程度、4 MeVa線105個電子対形成。電荷量非常小、増幅、放射線計測可能。,30,（） 半導体相互作用 SiGe半導体物質、放射線相互作用受取電子原子束縛離、伝導電子帯、価電子帯正電荷持正孔生。電子正孔対、電圧半導体中運動、電流検出。,（） 蛍光 放射線相互作用、原子電子的励起状態。性結晶絶縁体、原子励起状態安定基底状態遷移、蛍光発。、蛍光量測定、放射線量見積。,放射線物質相互作用、放射線計測,31,（） 化学反応 放射線原子電離励起、化学反応。例、写真乳剤臭化銀AgCl、放射線飛跡電離作用、Ag+還元、銀析出黒化写真現象生。,（） 熱的効果 放射線物質中入射損失一部、物質熱振動使、温度。、放射線照射付与熱量測定、放射線量見積。,
