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放射性物質を研究対象として，自然界での放射性核種の分布と変化，人工放射性核種の製造や分離精製，放射性同位体を含む化合物の化学的性質，放射性壊変に伴う反跳効果などの化学的効果，トレーサ，年代測定などの放射性核種の化学的利用などを取り扱う。

放射化学（Radiochemistry）�

第1章　放射性元素と放射能の発見

(A)　放射性元素の発見 (B)　放射能の発見

�1�

2

宇宙線は放射線である？ 問題1

What is 放射能？�

問題2 レントゲンは放射線である？

電磁波は放射線でもある？ 問題3

問題4

問題5

放射線を浴びないためには，体中をアルミ箔でまけばよい。

強い放射線に当たると，体内にそれが残る？

問題６ 放射能 と 放射線どうちがう？

問題7

問題8

問題9

問題10

放射能をもつ放射性物質はどこにある？

あなたの知っている放射線の種類は？

あなたの知っている放射性物質は？

人体から出ている放射線の数は？

�2�

3

放射能（Radioactivity)

「性質」：原子核が不安定な状態にあるとき，安定状態になろうとして， 　　　　　過剰のエネルギーを放出する性質 　　　　　　　　　（文例：この鉱石は「放射能」が高い。） 「量」：あるエネルギー状態にある放射性核種の量，決まった時間内に そのエネルギー状態から自発的に変換する数の期待値 → これは放射能を「量」の概念で捉える。放射能強度・壊変速度・壊変率はいずれも 同じ「量（放射能）」のいろいろな呼び方である。 　　　　　　　　　　　　　 ��

放射線（Radiation)

　　　　放射能を持つ物質（放射性物質）から出てくる粒子又は電磁波

放射能

出典：電気事業連合会：原子力・エネルギー図解集�3�

4

宇宙線

宇宙線

天然放射線

天然放射線

我々は古代から，放射線と暮らしている。

身の回りの放射能

五感に感じない

放射線の種類

電離放射線

電気を持った粒子線

電気を持たない粒子線

�4�

5

放射線の種類

α線

β 線

γ線

中性子線

重粒子線

粒子の大きさ

�5�

6

α線， β線， γ線の遮蔽�

出典：S.Mckeever, M. Foote(監・編)：Science Encyclopedia.

Dorling Kindersley(1994)

放射線の遮蔽

6�

電波

名称Ｘ線・γ線

紫外線

可視光線

赤外線

マイクロ波

超短波

短波

中短波

中波

長波

10　- 810　-12波長 4×10　

-710　

-310　

-110　8×10　

-710　

210　

410　3

1　 （m）

放射線の波長�

α線は　　　　　　　　　　，電荷 +2e， 質量4uを持つ。

飛程（透化距離）は空気中で と短く，ベータ線に比べ磁場の影響を受けにくい。 β 線は　　　　，電荷 -e， 質量約0.0005uを持つ。 飛程は空気中で オーダーで，磁場の影響を強く受ける。

γ 線は　　　 　　　　　 　。従って磁場の影響は受けない。飛程は空気中で オーダーである。

7

周期律表�The periodic table of the elements

1 2

H He3 4 5 6 7 8 9 10

Li Be B C N O F Ne11 12 13 14 15 16 17 18

Na Na Al Si P S Cl Ar19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe55 56 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

Cs Ba L Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn87 88

Fr Ra A57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71

L La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

A Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

�7�

H11

99.9850%

H210.0149% e

- ： ��

p: ��

n: ��

1H3

12.262y

　　　　同位体

　　　　　　同位体

ヘリウム

安定同位体

水素同位体

8

同位体１

原子番号

61

60 安定同位体59 放射性同位体58

57

56

55 123Cs125Cs126Cs127Cs128Cs129Cs130Cs131Cs132Cs133Cs134Cs 135Cs 136Cs 137Cs 138Cs 139Cs 140Cs 141Cs 142Cs

54 118Xe 119Xe 120Xe121Xe122Xe123Xe124Xe125Xe126Xe127Xe128Xe129Xe130Xe131Xe132Xe133Xe 134Xe 135Xe 136Xe 137Xe 138Xe 139Xe 140Xe 141Xe

53 118I 119I 120I 121I 122I 123I 124I 125I 126I 127I 128I 118I 129I 130I 131I 132I 133I 134I 135I 136I 137I 138I 139I

52 115Te 116Te 117Te 118Te 119Te 120Te 121Te 122Te 123Te 124Te 125Te 126Te 127Te 128Te 129Te 130Te 131Te 132Te 133Te 134Te

51 112Sb 113Sb 114Sb 115Sb 116Sb 117Sb 118Sb 119Sb 120Sb121Sb122Sb123Sb124Sb125Sb126Sb127Sb128Sb129Sb

50 108Sn109Sn110Sn111Sn112Sn113Sn114Sn115Sn116Sn117Sn118Sn119Sn120Sn121Sn122Sn123Sn124Sn125Sn126Sn127Sn128Sn129Sn

49 106In 107In 108In 109In 110In 111In 112In 113In 114In 115In 116In 117In 118In 119In 200In

同位体２

�8�

9

　　1895 Rontgen (ドイツ) 　　　　　　　 発見（真空管放電の際に陰極の反対側におかれた金属板から強い放射線が発生） 　　1896　H. Becquerel (Becquerel-線:後にM.CurieによりRadioactive・～tivityとされる） 　　　　　　　放射線の　　　　　　 　　　　　　　　　蛍光作用　　K2(UO2)(SO4)2・2H2O 　　　　　　　　　電離作用 　　1897　J.J. Thomson 　　　　　　　 の確立 　　1898　M & P. Curie 　　　　　　ピッチブレンド中から を発見（祖国ポーランドにちなんだ命名） 　　1898　M &P. Curie, G. Bemont 　　　　　　　ピッチブレンド中から　　　を発見 　　1898　M. Curie, G.C.Schmidt 　　　　　　　トリウム塩の放射能発見 　　

放射能及び放射性元素の発見�

放射能及び放射性元素の発見

1899　E. Rutherford 　　　　　放射能の本質　　　　　　の2成分存在 1903　E. Rutherford, F Soddy 　　　　　放射性壊変の法則 1904　J.J. Thomson, 長岡半太郎 　　　　　原子模型の提案 1906　P. Villard 　　　　　γ線の存在 1909　E. Rutherford, T.Royds 　　　　　　　　　が同じことを立証 1910　F. Soddy 　　　　　Isotope の名称の提案 1911　E. Rutherford 　　　　　α線散乱実験により原子核模型，原子核の存在 1932　Chadwick 　　　　　　　　の発見 � �9�

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レントゲン発生装置の概念図�

1　Ｘ線は、陰極線が管壁のガラスに当たり最も強く蛍光を発する場所から主に放出される。 2　蛍光板から発する光の強度は、Ｘ線の発生点から蛍光板までの距離の二乗に逆比例して減少する。２ｍ程度まで蛍光板を遠ざけても発光が検知される。 3　Ｘ線は1000頁の本でも透過するが、1.5mm厚の鉛板では殆ど遮断される。同じ厚さの板では、密度が大きいほど遮蔽する力が大きい。 4　Ｘ線は写真乾板を感光させる。また燐光物質として知られているカルシウム化合物、ウランガラス、普通のガラス、方解石、岩塩も発光させる。 5　写真乾板の上に手を置いてＸ線を照射すると，手の骨の写真が撮れる。 6　Ｘ線は磁力によって進路が曲がらない。透過力があることと磁場による屈曲のないことが、Ｘ線が陰極線と相異る点である。

X線の発見�

レントゲン（1845-1923）�1901年第1回ノーベル物理学受賞�

ベクレル（A. H. Becquerel）

フランス人のベクレルは、たまたまウラン鉱物とともに引き出しの中にしまっておいた写真フィルムが感光していたことから、ウラン鉱物がエックス線に良く似た光線を放射していることを突き止めた。

（1852-1908）�

ベクレルがウラン塩によって偶然観光させてしまった写真乾板

1903年，キュリー夫妻らと共にノーベル物理学賞を受賞。 放射能の単位ベクレル（Bq)に因んでいる。

10�

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キュリー夫妻

1898年にポロニウムとラジウムを発見

キュリー夫人の実験ノート 娘イレーヌ　1935年ノーベル化学賞受賞

1903年ノーベル物理学 1911年ノーベル化学

放射化学参考書

2　放射線・アイソトープ　講義と実習 　　　日本アイソトープ協会編　丸善　￥5,800

1　放射化学の基礎 　　　コルネリウス　ケラー　岸川俊明　訳　　現代工学社　￥6,000

3　放射線取扱の基礎 　　　日本アイソトープ協会編　丸善　￥4,120 4　核化学と放射化学 　　　Ｇ. フリードランダー・Ｊ.Ｗ. ケネディ　斉藤信房　外訳　丸善　 5　放射化学演習 　　　化学研究会　編著　横川書店　￥1,000 6　元素発見の歴史 3 　　　ウィークス・レスター　大沼正則　監訳　朝倉書店　￥6,200 7　実験化学講座 14　核・放射線 　　　日本化学会　編　　丸善　￥6,500

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