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どんな放射性物質(核種)があるの?


アルファ線、ベータ線、ガンマ線などの放射線は、いずれも不安定な原子核から出てきます。不安定な原子核は放射線を出すことによって、より安定な原子核に変わりますが、このことを放射性壊変(または壊変)といいます。
放射性物質と放射性壊変
壊変する前の核種を親、できた核種を子孫(または娘)と呼ぶことがあります。
このとき、原子核の種類(核種)によって、アルファ線、ベータ線、ガンマ線など、どの放射線を出すのかが異なります。

また、核種ごとに寿命、つまり壊変の速さ(このことを、数が半分になるまでの時間という意味で、半減期といいます)や、1回の壊変で出す放射線の数が異なりますので、核種の数が同じでも、同じ時間内に出てくる放射線の数には差があります。さらに、核種によって放射線のエネルギーも異なります。

加えて、原子や分子として存在する状態が異なれば、それぞれの放射性物質の環境中のふるまい(例えば、水への溶けやすさ、気体へのなりやすさ、生体での蓄積のしやすさなど)が異なります。

放射能測定や放射線防護の観点からは、これらさまざまな違いをきちんと理解することが重要です。監視調査年度計画や地域防災計画などは、これらを考慮に入れて作られています。
下の表に、環境放射線監視調査で主要な放射性核種の例を示します。
アルファ線を出すもの

核種 種類 半減期 特徴など

ラドン222
(Rn-222)

天然 3.8日 ウラン238の子孫核種。希ガスであり、地面や建物の床・壁から気体状になって出てくる。中国大陸から海を渡ってやってくることもある。
降雨があると、ラドン222の壊変によってできた鉛214やビスマス214が地面に集められて、空間放射線量率(ガンマ線)の一時的な上昇をもたらす。
ウラン238
(U-238)
天然 45億年 土壌や岩石、また海水中などに存在する。半減期が長く、地球の寿命(約45億年)とほぼ同じ。

プルトニウム239
(Pu-239)

人工 2万4千年 非常にわずかな量がウラン鉱石中に自然に発生する。原子炉内の反応や核実験でもつくられるが、環境中で検出される大部分は、過去の大気核実験等に由来する。監視調査でも検出されているが、非常に低いレベルであり、これによる健康への影響はない。

プルトニウム240
(Pu-240)

人工 6600年

プルトニウム239とともに原子炉内の反応でもつくられるが、プルトニウム239と同様に、監視調査で検出されるほとんどのものは過去の大気核実験等に由来する。
なおプルトニウム239、240ともに、柏崎刈羽原子力発電所が運転を開始する前の事前調査においても、周辺の海底土や降下物中に検出されていた。

ベータ線を出すもの

核種

種類

半減期 特徴など
トリチウム
(H-3)
天然、人工

12年

宇宙線により、天然にもつくられる他、原子炉内や核実験でもつくられる。環境中では、ほとんどがトリチウム水として、雨水、河川水、海水また水蒸気などとして存在する。非常に弱いベータ線を出し、人間の皮膚でもほぼしゃへいできる。
原子力発電所からは、法令を下回るレベルの量が、定期的に水蒸気や液体状として放出されている。

鉛214
(Pb-214)

天然 27分 ウラン238、ラドン222の子孫核種。空気中のちりにくっついて常に存在しており、監視調査の浮遊じん全ベータ放射能測定において、平常時の主な因子となる。ガンマ線も出す。

ビスマス214
(Bi-214)

天然 20分 ウラン238、ラドン222の子孫核種。監視調査では、浮遊じんの全ベータ放射能測定において、平常時の主な因子となる。ガンマ線も出す。
ストロンチウム90
(Sr-90)
人工 29年 原子炉内や核実験でつくられる。カルシウムとよく似た化学的性質を持ち、体内に入ると骨に蓄積する。
柏崎刈羽原子力発電所が運転を開始する前の事前調査においても、過去の大気核実験に由来するものが、野菜類や牛乳から検出されていた。
監視調査では、この残りが今もなお検出されることがある(注;非常に低いレベルであり、これによる健康への影響はない)。
ヨウ素131
(I-131)
人工  8日

天然にもごくわずかにつくられる他、原子炉内や核実験でもつくられる。万が一、原子力災害が発生した場合には、気体状となって発電所からもれるおそれがある。
監視調査では、旧ソ連のチェルノブイル原子力発電所事故の直後に、事故に由来するヨウ素131が降下物や牛乳からごくわずか検出された。ガンマ線も出す。

ガンマ線を出すもの

核種 種類 半減期 特徴など
カリウム40
(K-40)
天然 12.5億年 土壌や岩石、また水中などに存在する。半減期が長く、地球ができたときに一緒に取り込まれたものが今もなお残っている。自然界でも宇宙線の作用によって少量つくられている。カリウム自体は生物によって欠かすことのできない物質であり、カリウムの中にはカリウム40も混じっているため、人間を含むほとんど全ての生物中に存在している。
また、地面に存在するカリウム40からのガンマ線は、空間放射線量率の主な要因の一つである。
ベータ線も出す。
鉛214
(Pb-214)
天然 27分 ウラン238、ラドン222の子孫核種。雨や雪とともに地面に集まるため、空間放射線量率の連続測定において、降雨時の主な上昇原因となる。ベータ線も出す。

ビスマス214
(Bi-214)

天然 20分 ウラン238、ラドン222の子孫核種。雨や雪とともに地面に集まるため、空間放射線量率の連続測定において、降雨時の主な上昇原因となる。ベータ線も出す。
セシウム137
(Cs-137)
人工 30年 原子炉内や核実験でつくられる。カリウムとよく似た化学的性質を持ち、体内に入ると全身に分布する。過去の大気核実験に由来するものが、監視調査の他、全国で今もなお検出されている(注;非常に低いレベルであり、これによる健康への影響はない)。なお、柏崎刈羽原子力発電所が運転を開始する前の事前調査においても、降下物、土壌、穀類、野菜類や牛乳など、多くの試料から検出されていた。
ベータ線も出す。
コバルト60
(Co-60)
人工 5年 原子炉内や核実験でつくられる。柏崎刈羽原子力発電所敷地内で採取された浮遊じんから1回検出された(平成10年)。また監視調査ではないが、発電所周辺の海底土(平成18年)、及び松葉(平成19年)検出されたことがある。これらは非常に低いレベルであり、これによる健康への影響はない。
なお、発電所が運転を開始する前の事前調査においても、海底土から検出されていた。
ガンマ線源として厚さ・密度計に用いられることがあり、モニタリングポストの近くで使用された際に、空間線量率がわずかに上昇した場合がある。
私たちの身の回りには、地球ができたときからウランなどの放射性物質が存在しており、これらを天然放射性核種とよぶことがあります。

一方で、人間が作り出した放射性物質を人工放射性核種と呼んで区別することがあります。

ただし、人工放射性核種だからといって特に体に悪いわけではなく、天然の放射線も人工放射線も、人体への影響はSv(シーベルト)という単位で同じように表されます。

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