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鉛は放射能を通さないと言われていますが、なぜ鉛は放射能を防ぐことができるので...

ali********さん

2014/11/1320:48:09

鉛は放射能を通さないと言われていますが、なぜ鉛は放射能を防ぐことができるのですか?

また、鉄とかでは防ぐことは不可能なのでしょうか?

誰か教えて下さい‼︎

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pen********さん

2014/11/1321:16:46

こんばんは(^-^)

結論を言いますと、鉛以外でも防げますよ
(放射能と表現されていますが、ご質問の主旨であれば正しくは「放射線」といいます。)

放射線は、
ご存知のように物を透過する(突き抜ける)性質があります

しかしどこまでも透過する訳ではありません。
たとえば、レントゲン撮影に使う「エックス線」も放射線ですが、骨の部分が白く映るのは、骨がエックス線を殆ど遮蔽している(さえぎっている)からです。

放射線には、
アルファ(α)線、ベータ(β)線、ガンマ(γ)線、エックス(X)線、中性子線
などがあります

それぞれ透過力が異なります。
その力に合わせて適切な材料や厚さを選ぶことにより放射線は遮へいすることができます。

仰るように、「鉛」は遮へいに適した代表的な素材ですね。
でも、すべての物質には放射線に対しての「阻止能(遮へいする能力)」というのがあります。
この阻止能はX線やガンマ線に対しては質量の大きい元素ほど大きくなります。
簡単に言うと、重いものほど良いということ。
重いという事は、密度が高い、つまり、原子がぎゅうぎゅうに詰まっているんですね。
原子同士の隙間が少ないから、放射線が通ろうとした時に邪魔をする原子に出会いやすいということです。
そして、原子そのものが重い(原子番号が大きい)と、放射線が当たった時に跳ね返す力も強い、というのは、なんとなくイメージできますよね。

重い金属として有名なのは、「金(ゴールド)」です。
でも、金は高いでしょう(^^)?
だから、比較的安価な鉛が多用されるというわけ。
もちろん鉄でも、「厚さ」を増やしてやれば鉛と同じくらいの遮へい力を発揮することは出来ます。
でも鉛なら薄くてすむ、ということなんですね(^_-)

放射線の種類別に、透過力の違いがあるというお話をしました。
以下、種類別に遮へいに関してすこしご紹介します。

●アルファ(α)線
アルファ線は、高速で飛び出す陽子2個と中性子2個がひとまとめになった粒子です。(=ヘリウム原子核と同じもの)
アルファ線は紙1枚で遮へいできます。
遮へいしなくても、空気中ならば数センチメートルで止まってしまいます。

●ベータ(β)線
ベータ線は、原子核から飛び出してくる電子の流れです。電子線とも呼ばれます。ベータ線は空気中では10メートル以上透過する場合がありますが、薄いアルミニウム等の金属板で遮へいすることができます。

●ガンマ(γ)線
ガンマ線は、電波や赤外線や可視光線などと同じ電磁波の一種です。
アルファ線やベータ線が放出されたあとの原子核は、たいてい興奮状態になっており、興奮のエネルギーをガンマ線に変えて放出します。
透過力はβ線よりも強く、重い物質である鉛や厚い鉄の板で遮へいすることができます。

●エックス(X)線
エックス線は、ガンマ線と同じ性質を持った電磁波の仲間です。
遮へいの方法はガンマ線と同様ですが、透過力はガンマ線に比べて小さいので、より薄い物で遮へい可能です。

●中性子線
中性子の流れであり、透過力は非常に強く、鉄や鉛の板も突き抜けてしまいます。しかしなんと、水を突き抜けることは出来ません。
また、コンクリートには水を含んでいるので、厚いコンクリートによっても遮へいできます。

こんばんは(^-^)

結論を言いますと、鉛以外でも防げますよ...

質問した人からのコメント

2014/11/14 07:04:43

降参 丁寧にご説明ありがとうございました‼︎
細かいところまで知れてスッキリしました*\(^o^)/*

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cha********さん

2014/11/1400:32:17

空気では突き通って金属なら遮蔽できます。つまり密度が高い物質ほど遮蔽能力が高くなります。

電磁波(X線・γ線)の場合、原子との衝突で減衰します。

※原子核との衝突もありますが、原子核の大きさと原子の大きさでは3桁~4桁違いますので原子核の大きさ10cmのボールとすると原子は100メートル~1000メートルになります。衝突のほとんどは原子との衝突で原子の電離作用になります(最終的には熱に放射線エネルギーは消費されます)

原子番号が大きい金属元素は中心にプラス電荷の陽子がたくさんあり周囲にたくさんの電子が詰まってます。原子の大きさはどれも同じようなものですので、そういうのを密度が高いと言います。

鉛を使用する理由は何よりも価格が安いからです。

その他、ガラスに混ぜて鉛ガラスとして使用したりゴムに混ぜて鉛ゴムとしても使用できます(鉄ではちょっと役不足です)

原発建屋では分厚いコンクリート壁ですが別に鉄でも構いません。

ただ、β線を含め遮蔽物の原子番号が大きいほど二次放射線(X線)の発生率が高くなるのである程度の使い分けはあります。

yos********さん

2014/11/1320:53:34

少し難解ですが、下記のサイトをご覧ください。
URL:http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_No=03-06-03...

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