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2012年6月 5日 (火)

核エネルギーは何故恐ろしいのか

核エネルギーは何故恐ろしいのか

■放射線の振る舞い
放射線はあるときは粒子の振る舞いをし、あるときは波の振る舞いをする。それは観察手段に影響される。
光は、1粒のエネルギー粒子として観察できる。
その時のエネルギーは、波長の逆数に比例する。

■波長とエネルギー:
エネルギーと波長の関係は、
E[eV] = 1240 / λ[nm]
つまり、
1240 nm --> 1eV
620 nm -> 2eV
310nm -> 4eV

■エネルギーは仕事量
1メートルの距離で1V変わる電界で1ケの電子が、受けるクーロン力に逆らって逆走した時に持つエネルギーが1eV、
これは1kgの塊を重力に逆らって1メートル持ち上げた時に持つ塊の位置エネルギーが、9.8N*1mと同じ意味。

■可視光:トンネルの光、ナトリウムランプは、ナトリウムの演色反応。ナトリウムの周りを回る電子がエネルギーを受けて励起し、元に戻る時に発する光。589nm(D線)

1240/589 = 2.1 [eV]

■赤外線・マイクロ波・電波:

電子レンジの電磁波2.4GHzは、水分子(H2O)の振動共鳴周波数。この放射線(電磁波)を入れると水分子が共鳴し、加熱する。
2.4GHzの光の波長は、
3.0x10^8/2.4*10^9=0.125x10^(-1)=12.5cm
eV = 1240 / 0.125 * 10^(-9)= 10 μ[eV]

■紫外線:水銀原子は、励起されると原子の周りを回る電子が励起し、元に戻る時に λ=253.7nmの強烈な紫外線を出す。
これは殺菌灯に利用され、ダイレクトにDNAを破壊する。
1240/253.7=4.89 [eV]

■X線:銅原子に電子ビームをたたきつけて、銅原子の電子を励起する、電子が元の位置に戻る時にX線が出る。CuKα線(λ=0.15418nm)
1240/0.15418= 8042 [eV] = 8 keV

■ガンマ線・β線:原子や電子の質量がこの世から消滅する時に出る。
電子が1ケこの世から消えると。。

E=mc^2
m(e) = 9.1 x 10 ^(-31) [kg]
C=3.0 x 10^8 [m/s]

1[eV]= 1.6x 10 ^(-19)[C・V]
E= 9.1 x 10 ^(-31) * (3.0 x 10^8 )^2
= 81.9 x 10 ^(-15) [kg・m^2/s^-2]
= 510.98 [keV]

■割り算:510.98 / 4.89 = 104,000-

■結論:ガンマ線やβ線は、DNAの染色体をキズつける殺菌灯の1粒の光エネルギーに対して、
たったひとつぶの光で、紫外線の10万倍の力を持っている。

同じエネルギーでも、内部被曝の場合は、β線が危険。
なぜなら、到達距離が短いβ線ってのは、それだけいろんな物質と反応しやすい(相互作用を起こしやすい)ことの現れだから。

だから、β線を出す放射性物質の内部被曝(β線)が最も恐ろしい。

Cs-137はガンマ線(662keV)だけでなく、β線も出す。

1ベクレルとは、1秒あたり1回の核崩壊を意味する。

1回の核崩壊で、紫外線「粒子」の10万倍のエネルギーを持つ粒子が1ケ飛び出す。

放射性セシウムの粒子を体内に空気として吸い込む(もしくは、食材として取り込む)ってことは、この危険な粒子を体内に抱え込むってこと。

直径Φ1μmのセシウム137の放射能は 3.2 [Bq]だ。

■補足
食材や花崗岩に含まれる天然放射性物質、放射性カリウム(K-40)も、ガンマ線やβ線を放出します。物理現象は同じです。
ただ、大きく異なる点は、生命が発生した時に既に放射性カリウム(K-40)が存在していた(半減期:13億年)のに対して、放射性セシウム(Cs-134やCs-137)などの放射性物質は、人類が核崩壊を人工的に行ったために初めて生み出された、「生命にとって初体験」の核種であるという事実です。
もし、科学者に真摯で謙虚な姿勢があれば、「生命現象の中で、こうした初体験の放射性物質がどのような挙動を示し、結果、生命に何が起きるのかは、判らない」というのが正直な姿勢だと私は考えています。

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