電力研究家 | ページ 104 | 電気料金と節電方法ガイド

クルックス管：物質の第四の状態を探る

- クルックス管とはクルックス管は、19世紀後半にイギリスの科学者ウィリアム・クルックスによって発明された、真空放電の実験などに使われた装置です。クルックス管内は、ほぼ真空という特殊な状態に保たれています。これは、私たちが普段生活している環境の空気の圧力と比べて、約10万分の1という、ごくわずかな圧力しかありません。クルックスはこの真空状態の中で電気を流すとどうなるかを調べるために、クルックス管を開発しました。クルックス管には、電気を流すための電極が両端に設置されています。片方の電極から電子が飛び出し、もう片方の電極に向かって進みます。このとき、電子が飛んでいる空間にほんの少しだけ残った気体の分子とぶつかると、光を放つという現象が観察されます。この現象を真空放電と呼びます。さらに、クルックス管の内部には、蛍光物質が塗布されているものが多くあります。蛍光物質は、目に見えない電子が当たると、私たちの目で確認できる光に変換する性質を持っています。クルックス管に蛍光物質を塗布することで、目に見えない電子の動きを間接的に観察することができるようになりました。クルックス管の発明は、その後、テレビのブラウン管や蛍光灯など、私たちの生活に欠かせない様々な技術に応用されることになりました。

2024.09.21

その他

熱容量: 熱を蓄える能力

- 熱容量とは物質の温度を上げるには、熱を加える必要があります。しかし、同じ熱量を加えても、物質によって温度の上昇しやすさは異なります。この温度の上昇しやすさを表すのが「熱容量」です。具体的には、ある物質1グラムの温度を1度上げるのに必要な熱量を指します。例えば、海岸を散歩していると、昼間は砂浜の方が海水よりも熱く感じますが、夜は砂浜の方が冷たく感じます。これは、砂浜と海水では熱容量が異なるためです。砂浜は熱容量が小さく、温まりやすく冷めやすい性質を持っています。一方、海水は熱容量が大きく、温まりにくく冷めにくい性質を持っています。そのため、日中は太陽の光を浴びて、砂浜の方が海水よりも早く温まります。しかし、夜になると、砂浜はすぐに冷えてしまいますが、海水は温かさを保つことができます。このように、熱容量は物質によって異なり、物質の温度変化のしやすさを理解する上で重要な指標となります。熱容量が大きい物質は、同じ熱量を加えても温度変化が小さく、熱を蓄える能力が高いと言えます。一方、熱容量が小さい物質は、わずかな熱量でも温度が大きく変化します。

2024.09.21

原子力発電の基礎知識

ミュオン触媒核融合とα付着率

- 夢のエネルギー、核融合太陽や星々が輝き続けるのは、核融合という現象のおかげです。これは、軽い原子核同士が融合してより重い原子核になる際に、莫大なエネルギーを放出する反応です。核融合は、私たちにとってまさに「夢のエネルギー」と言えるでしょう。なぜなら、核融合には多くの利点があるからです。まず、核融合の燃料となる重水素は海水中に豊富に存在するため、事実上無尽蔵のエネルギー源となりえます。また、核融合反応では、原子力発電のように高レベル放射性廃棄物が発生しませんし、二酸化炭素も排出しないため、環境への負荷が非常に小さいという利点もあります。しかし、地球上で核融合反応を起こすことは容易ではありません。太陽の中心部では、極めて高い温度と圧力によって核融合が維持されていますが、地球上で同じような環境を作り出すことは非常に困難です。現在、世界中の研究機関が協力して、核融合エネルギーの実用化に向けた研究開発が進められています。中でも、高温のプラズマを磁場によって閉じ込める「磁場閉じ込め方式」と、レーザーを使って燃料を爆縮させる「慣性閉じ込め方式」が有望視されています。核融合エネルギーの実用化には、まだ多くの課題が残されていますが、人類の未来にとって非常に重要な技術であることは間違いありません。近い将来、核融合発電が私たちの社会に大きな変革をもたらすことを期待しましょう。

2024.09.21

その他

放射性同位体：原子の隠された力

- 放射性同位体とは？私たちの身の回りにある物質は、すべて原子と呼ばれる小さな粒からできています。原子はさらに中心の原子核と、その周りを回る電子から構成されています。原子核は陽子と中性子という、さらに小さな粒子から成り立っています。原子を種類分けする上で重要なのは、原子核に含まれる陽子の数です。陽子の数が原子の種類、つまり元素を決めるからです。例えば、水素は陽子が1つ、酸素は陽子が8つです。ところが、同じ元素でも中性子の数が異なる場合があります。これを同位体と呼びます。同位体は、陽子の数は同じなので化学的な性質はほとんど同じですが、中性子の数が異なることで原子核のエネルギー状態が不安定になる場合があります。このような不安定な状態にある同位体を、放射性同位体と呼びます。放射性同位体は、不安定な状態から安定な状態に移行しようとします。この過程で、放射性同位体は余分なエネルギーを電磁波や粒子の形で放出します。これが放射線と呼ばれるものです。放射線には、アルファ線、ベータ線、ガンマ線など、いくつかの種類があります。放射性同位体や放射線は、医療分野における診断や治療、工業分野における非破壊検査、考古学における年代測定など、様々な分野で利用されています。

2024.09.21

放射線について

クリプトン85: 原子力と私たちの生活

- クリプトン85とはクリプトン85は、原子番号36の元素であるクリプトンの放射性同位体です。クリプトンは周期表において希ガスに分類され、無色無臭で化学的に安定な元素として知られています。空気中にわずかに含まれている他、地球上にはごく微量しか存在しません。クリプトン85は、ウランやプルトニウムといった重い原子核が核分裂を起こす際に副産物として生み出されます。原子力発電所では、核燃料であるウランなどが核分裂反応を起こし、膨大なエネルギーを発生させます。この核分裂反応に伴い、様々な物質が生成されますが、その中にはクリプトン85も含まれています。クリプトン85は放射線を出すため、時間の経過とともにベータ崩壊という過程を経て、安定したルビジウム85へと変化していきます。ベータ崩壊とは、原子核の中性子が陽子と電子、そして反ニュートリノに変わることで、原子番号が一つ大きい元素に変化する現象です。クリプトン85の場合、このベータ崩壊によって原子番号37のルビジウム85へと変化します。クリプトン85の崩壊速度は比較的遅く、半減期は約10.76年です。これは、ある時点におけるクリプトン85の量が半分になるまでに約10.76年かかることを意味します。半減期が約10.76年ということは、21.52年後には元の量の4分の1に、32.28年後には8分の1になるといったように、時間とともに減衰していくことを示しています。

2024.09.21

放射線について

震度階級：地震の揺れを測る物差し

地震が発生すると、ニュースなどで「マグニチュード」という言葉を耳にする機会も多いでしょう。マグニチュードは、地震そのものの規模を表す尺度であり、値が大きいほど、地震で放出されるエネルギーは莫大になります。マグニチュードが1増えると、実際にはエネルギーは約32倍、マグニチュードが2増えると約1000倍も異なるのです。しかし、私たちが実際に感じる揺れの強さは、マグニチュードだけでは決まりません。同じマグニチュードの地震であっても、震源からの距離や、地盤の性質によって揺れ方は大きく変わってきます。例えば、震源に近い場所では、地震波が伝播する間にエネルギーが減衰する前に到達するため、震源から遠い場所と比べて揺れは強く感じます。また、地盤が固い岩盤か、あるいは軟らかい堆積層かによっても揺れ方は異なります。一般的に、岩盤は地震波を伝えにくく、堆積層は伝えやすい性質があるため、同じマグニチュードの地震であっても、堆積層に覆われた地域では、岩盤に比べて揺れが大きくなる傾向があります。このように、地震の揺れはマグニチュードだけでなく、様々な要因が複雑に絡み合って決まります。地震による被害を軽減するためには、マグニチュードだけでなく、震源からの距離や地盤の状況なども考慮した上で、防災対策を進めることが重要です。

2024.09.21

原子力の安全

熱放射：目に見えないエネルギーの流れ

- 熱放射とはあらゆる物体は、その温度に応じて絶えず電磁波という形でエネルギーを放出しています。これを熱放射と呼びます。太陽のように高温の物体は、強い光や熱を放射しているため、私たちにも容易に認識できます。一方、氷のように低温の物体であっても、熱放射を行っています。ただし、そのエネルギーは微弱なため、私たちの目には見えません。私たち人間も、もちろん熱放射を行っています。体温が高い時ほど、多くの熱エネルギーを放射しているのです。例えば、風邪をひいて発熱すると、体が熱く感じられるのは、熱放射によって放出されるエネルギー量が増えているためです。熱放射によって放出される電磁波は、空間を伝わっていきます。太陽の光や熱が地球に届くのも、熱放射によるものです。また、焚き火の熱が私たちを暖めるのも、焚き火から放射された電磁波が私たちの体に吸収されることで熱エネルギーに変換されるためです。このように、熱放射は私たちの身の回りで常に起こっており、私たちの生活に深く関わっています。

2024.09.21

原子力発電の基礎知識

ミュオン触媒核融合の鍵：アルファ付着率

エネルギー問題は、現代社会にとって大きな課題です。未来のエネルギー源として期待されているのが核融合です。核融合は、太陽のエネルギーを生み出す反応と同じ原理を利用します。しかし、太陽の中心部のような超高温・超高圧を作り出すことは容易ではありません。そこで、比較的低温で核融合反応を起こせる可能性を秘めているのが、ミュオン触媒核融合です。ミュオン触媒核融合では、加速器という装置を用いて人工的に作られたミュオンという粒子を利用します。ミュオンは、電子の仲間ですが、電子よりもはるかに重いという特徴を持っています。このミュオンを重水素や三重水素の分子にぶつけると、ミュオンは電子の代わりに原子核に捕獲されます。すると、ミュオン分子と呼ばれる状態になります。ミュオンは電子よりもはるかに重いため、原子核同士の距離をぐっと縮めることができます。その結果、原子核同士がより近づきやすくなり、核融合反応が促進されるのです。ミュオン触媒核融合は、まだ研究段階ですが、エネルギー問題の解決策として期待されています。

2024.09.21

その他

余裕深度処分：放射性廃棄物の安全な埋設に向けて

原子力発電所などから排出される放射性廃棄物は、環境や人体への影響を最小限に抑えるために、適切に処理・処分することが極めて重要です。特に、放射能レベルが低くても、比較的濃度の高い放射性物質を含む廃棄物については、長期にわたる安全性を確保する必要があるため、慎重な検討が求められています。日本では、このような廃棄物を地下深くの安定した地層に埋設する処分方法が有望視されており、その中でも「余裕深度処分」という概念が注目されています。余裕深度処分とは、地下50メートルから100メートル程度の比較的浅い場所に、人工のバリアを設けた上で廃棄物を埋設する方法です。この深さは、地表付近の環境変化の影響を受けにくく、かつ、地下水への影響も最小限に抑えられると考えられています。現在、日本では余裕深度処分の実現に向けて、地下環境の調査や人工バリアの性能評価など、様々な研究開発が進められています。原子力発電は、エネルギー源としての利点がある一方で、放射性廃棄物の処理・処分という課題も抱えています。将来にわたる安全を確保するためにも、国は、国民に対して、処理・処分に関する技術開発の現状や安全性の確保に向けた取り組みについて、分かりやすく丁寧に説明していく必要があります。

2024.09.21

原子力の安全

震度とマグニチュード：地震の揺れを理解する

私たちが生活する地球では、地下で巨大な力が解放される現象、地震が後を絶ちません。この時発生する地面の揺れの強さを表す尺度が震度です。かつて、震度はそこに住む人々の体感や建物や家具の揺れ方といった周囲の状況から判断されていました。しかし、人の感覚はそれぞれ異なり、客観的な評価が難しいという課題がありました。そこで、1991年以降は計測震度計という機器を用いて、揺れの強さを数値的に捉え、より客観的な指標として震度が決定されるようになりました。震度は、体感できるかできないか程度の揺れの震度0から、立っていることが困難なほどの激しい揺れの震度7まで、10段階に区分されます。具体的には、震度0、震度1、震度2、震度3、震度4、震度5弱、震度5強、震度6弱、震度6強、震度7のように、数字と「弱」「強」の組み合わせで表現されます。震度7は最も強い揺れであり、建物倒壊や地滑りなど、甚大な被害が発生する可能性が高いことを示しています。

2024.09.21

原子力の安全

回転で重力を消す: クリノスタットの技術

- クリノスタットとはクリノスタットは、生物や細胞に作用する重力を打ち消し、擬似的な無重力状態を作り出す装置です。回転することで重力の方向を常に変化させ、平均すると重力が相殺される仕組みを利用しています。植物を育てるとき、茎は上へ、根は下へと成長します。これは重力を感じながら成長する性質を持つためですが、クリノスタットを用いることで、この重力の影響を取り除いた状態で植物を育てることができるのです。クリノスタットは、主に二つの回転軸を持つ構造をしています。試料となる植物などを回転台に設置し、水平方向と垂直方向に回転させることで、あらゆる方向から均等に重力がかかる状態を作り出します。このようにして、まるで宇宙空間のような無重力環境を地上で再現できるのです。この装置は、植物や動物など、重力に敏感な生物に対する影響を調べる実験に広く利用されています。例えば、宇宙空間での植物の成長や、無重力状態での細胞の変化などを調べるのに役立っています。近年では、宇宙開発分野だけでなく、医療や生物学の研究にも広く応用され、その重要性はますます高まっています。

2024.09.21

その他

α廃棄物：原子力発電の課題

- α廃棄物とは原子力発電所では、運転や燃料の再処理など様々な過程で放射性廃棄物が発生します。α廃棄物は、その中でも特にα線と呼ばれる放射線を出す放射性物質を含む廃棄物のことを指します。α線は、ウランやプルトニウムといった重い原子核が崩壊する際に放出されるもので、紙一枚でさえぎることができるという特徴があります。しかし、α線の危険性は軽視できません。体内被ばくした場合、その影響はβ線やγ線よりもはるかに大きく、細胞や遺伝子を傷つけ、がんや白血病などの深刻な健康被害を引き起こす可能性があります。そのため、α廃棄物はその放射能のレベルに応じて厳重に管理しなければなりません。具体的な管理方法としては、遮蔽性の高い容器への封入、専用の保管施設での厳重な保管などが挙げられます。さらに、α廃棄物を最終的にどのように処分するかについては、現在も世界中で研究開発が進められています。将来的には、地下深くに埋設する地層処分などの方法が検討されていますが、安全性を確保するためには、更なる技術開発と慎重な議論が必要とされています。

2024.09.21

放射線について

発電所の電力：ネット出力とは？

電力会社の発電所がどれだけの電気を作ることができるのかを知るために、発電量という指標が使われます。この発電量には、大きく分けて二つの種類があります。一つは、発電機が作り出す電力の総量を表す総発電量です。これは、発電所の能力を最大限に引き出した場合に、どれだけの電気を発電できるのかを示す指標であり、グロス電力や発電端電力と呼ばれることもあります。もう一つは、ネット電気出力と呼ばれるものです。これは、総発電量から発電所自身で使用される電力を差し引いた値です。発電所では、設備を動かすために、発電した電気の一部を自分たちで使っています。このため、実際に電力網に送り出せる電気の量は、総発電量よりも少なくなります。ネット電気出力は、送電端電力とも呼ばれ、電力会社が販売できる電気の量を示す重要な指標となります。

2024.09.21

原子力発電の基礎知識

放射線を見つける技術：シンチレーション検出器

- シンチレーション検出器とはシンチレーション検出器は、目に見えない放射線を光に変換することで、その存在や量を測定する装置です。放射線は、レントゲン検査やがん治療など医療分野で広く利用されていますが、原子力発電所でも燃料のウランから常に発生しています。原子力発電所では、作業員や周辺環境の安全を守るため、この放射線を常に監視することが非常に重要です。シンチレーション検出器は、このような場面で放射線を検出する重要な役割を担っています。シンチレーション検出器は、大きく分けてシンチレータと光電子増倍管の二つで構成されています。まず、検出器に放射線が飛び込むと、シンチレータと呼ばれる物質がそのエネルギーを吸収し、代わりに弱い光を発します。この光は、人間の目ではほとんど見えません。そこで、光電子増倍管という装置がこの微弱な光を増幅します。光電子増倍管は、光を電子に変え、その電子をさらに増やすことで、最終的に計測可能な電気信号に変換します。このようにして、シンチレーション検出器は目に見えない放射線を検出することができます。原子力発電所では、この検出器を用いることで、放射線の量を常に監視し、安全性を確保しています。

2024.09.21

放射線について

原子力発電の縁の下の力持ち：グリッドスペーサ

原子炉の心臓部ともいえるのが、燃料集合体です。燃料集合体の中には、核分裂反応を起こす燃料となるウランがぎっしりと詰まった燃料ペレットが無数に収められています。燃料ペレットは、直径1センチメートルほどの小さな円柱形で、セラミックスの一種である二酸化ウランが主な成分です。この小さな燃料ペレットを、金属製の丈夫な管に隙間なく封入したものが燃料棒です。燃料棒は、一本だけでは十分なエネルギーを生み出すことができません。そこで、数十本から数百本もの燃料棒を束ねて、燃料集合体として原子炉の中に設置されます。燃料集合体は、原子炉の種類や設計によって形状や大きさが異なりますが、いずれも核分裂反応を効率的に制御し、安全に熱エネルギーを生み出すために重要な役割を担っています。燃料集合体の中で、燃料ペレットは高温・高圧の過酷な環境にさらされます。そのため、燃料ペレットや燃料棒の材質、そしてそれらを束ねる技術には、高度な技術と安全性が求められます。原子力発電は、この燃料集合体の中で起きている核分裂反応のエネルギーを利用して、私たちに電気を供給しているのです。

2024.09.21

核燃料

アルファ廃棄物：原子力発電の課題

- アルファ廃棄物とはアルファ廃棄物は、原子力発電所などで電気を作る際に発生する放射性廃棄物の一種です。放射性廃棄物には、出す放射線の種類によって分類されるものがあり、アルファ廃棄物はアルファ線と呼ばれる放射線を発する物質を含んでいます。アルファ線を出す物質のことをアルファ放射体と呼びます。アルファ放射体は、ウランやプルトニウムといった原子力発電の燃料として使われる物質が壊れていく過程で発生したり、原子炉の運転に伴って発生したりします。アルファ線は、紙一枚でさえぎることができるほど透過力が弱いという性質があります。そのため、アルファ廃棄物を体外に置いている場合は、人体への影響は比較的少ないと言えるでしょう。しかし、アルファ放射体を体内に取り込んでしまうと、体内被曝を起こし、健康に深刻な影響を与える可能性があります。体内被曝とは、放射性物質が食べ物や飲み物、呼吸によって体の中に入り込んでしまうことを指します。アルファ廃棄物は、その危険性から、他の放射性廃棄物とは区別して厳重に管理する必要があります。具体的には、セメントなどを使って固めたり、ドラム缶に密閉したりして、環境中への放出を防ぐ対策が取られています。そして、最終的には、地下深くの地層に埋め立てるなどして、適切に処分されます。このように、アルファ廃棄物は、その潜在的な危険性を考慮した上で、適切に管理・処理されることが重要です。

2024.09.21

放射線について

発電への応用も！熱電素子の仕組み

- 熱電素子とは？熱電素子とは、熱エネルギーを電気に、または電気を熱に直接変換できる、未来のエネルギー技術としても期待される小さな装置です。身近なものでは、腕時計の動力源や、工場などで機械の温度を一定に保つために使われています。この素子は、ゼーベック効果とペルチェ効果という二つの効果を利用しています。ゼーベック効果とは、異なる二種類の金属や半導体を接合して、その両端に温度差をつけると電圧が発生する現象のことです。一方、ペルチェ効果とは、ゼーベック効果とは逆に、二つの金属に電気を流すと、接合点で熱の吸収や放出が起こる現象を指します。熱電素子は、これらの効果を利用することで、廃熱を電気に変換して有効活用することができます。例えば、工場や自動車から排出される熱や、太陽熱などを電気に変換することで、エネルギーの効率化や省エネルギー化に貢献できます。熱電素子の実用化には、変換効率の向上やコスト削減など、まだいくつかの課題が残されています。しかし、近年では材料科学の進歩により、より高性能な熱電材料の開発が進められています。近い将来、私たちの身の回りで、熱電素子が活躍する日が来るかもしれません。

2024.09.21

その他

シンチグラフィ：体内の世界を映し出す技術

- シンチグラフィとはシンチグラフィは、ごくわずかな量の放射性物質を使って、体の中の臓器や組織がどのように働いているかを画像にする検査方法です。検査を受ける際には、まず、特定の臓器や組織に集まりやすい性質を持つ放射性物質を注射などで体内に入れます。すると、その放射性物質から放射線が出てきます。この放射線を体の外に置いた特殊な装置で捉え、コンピューターで処理することで、臓器や組織の形や働きが鮮明な画像として浮かび上がってくるのです。シンチグラフィは、心臓、肺、骨、甲状腺など、様々な臓器の検査に用いられています。例えば、心臓のシンチグラフィでは、心臓の筋肉にどれだけ血液が行き渡っているか、また、心臓のポンプ機能に問題がないかなどを調べることができます。シンチグラフィで使われる放射線の量はごくわずかであるため、体への負担はほとんどありません。また、検査時間も比較的短く、痛みもありません。そのため、安心して検査を受けることができます。

2024.09.21

放射線について

原子炉の安全を守る！余熱除去系の役割

原子炉は、運転を停止してもすぐに冷えるわけではありません。停止直後でも、原子炉内では核分裂で生まれた放射性物質が崩壊を続け、熱を発生し続けます。この熱を崩壊熱と呼びます。これは、原子力発電の特性の一つです。原子炉の運転中は、核分裂反応によって膨大なエネルギーが熱として生み出されます。この熱は、発電のために利用されますが、原子炉の停止後も、放射性物質の崩壊は続きます。したがって、原子炉は停止後も冷却を続けなければなりません。崩壊熱の量は、運転中の出力や運転時間などによって異なりますが、時間経過とともに減衰していきます。しかし、停止直後は非常に大きく、原子炉を安全に冷却し続けるためには、崩壊熱を適切に処理するシステムが不可欠です。この冷却システムは、非常時にも確実に作動するように設計されており、原子炉の安全性を確保する上で重要な役割を担っています。

2024.09.21

原子力の安全

原子力施設の廃止措置とクリアランスレベル検認制度

原子力施設は、私たちにエネルギーをもたらす一方で、その運転期間を終えた後は、安全かつ慎重に処理する必要があります。これを廃止措置と呼びます。廃止措置とは、原子炉やその周りの設備を解体し、最終的には何もない更地に戻すという、大規模で複雑な作業を指します。この作業は、まるで巨大な建物をブロックごとに分解していくようなもので、非常に長い時間と高度な技術が必要です。解体する過程では、放射能レベルの異なる様々な廃棄物が発生します。例えば、原子炉の部品や作業で着用した防護服など、多岐にわたります。これらの廃棄物は、放射能のレベルに応じて分類され、それぞれに適した方法で処理・処分されます。低いレベルの廃棄物は、厳重な管理の下、最終的に埋め立て処分されます。一方、高いレベルの放射性廃棄物は、その放射能が安全なレベルに低下するまで、長期間にわたって厳重に保管されます。原子力施設の廃止措置と廃棄物処理は、将来世代に負担を残さないためにも、安全かつ責任ある方法で進めていく必要があります。

2024.09.21

原子力の安全

熱電子エックス線管：仕組みと用途

- 熱電子エックス線管とは熱電子エックス線管は、別名クーリッジ管とも呼ばれ、エックス線を発生させるための真空管です。この装置は、レントゲン撮影やCTスキャンといった医療分野から、材料検査や非破壊検査などの工業分野まで、幅広い分野で活用されています。熱電子エックス線管は、陰極と陽極と呼ばれる二つの電極を真空状態に保ったガラス管内に設置した構造をしています。陰極にはフィラメントが組み込まれており、電流を流すと熱電子と呼ばれる電子が放出されます。この熱電子を高電圧で陽極まで加速させ、陽極に衝突させることでエックス線を発生させます。発生するエックス線の強度や波長は、管電圧や管電流を調整することで制御できます。例えば、管電圧を高くすると、よりエネルギーの高いエックス線が得られ、物質を透過する力が強くなります。一方、管電流を大きくすると、発生するエックス線の量が増加し、より鮮明な画像を得ることができます。熱電子エックス線管は、その汎用性と操作性の高さから、様々な分野で利用されています。医療分野では、人体内部の骨や臓器の状態を鮮明に映し出すことができ、病気の診断や治療に大きく貢献しています。また、工業分野では、製品内部の欠陥検査や材料の組成分析などに利用され、製品の品質向上や安全性確保に役立っています。

2024.09.21

放射線について

預託実効線量：内部被ばく線量を考える

- 預託実効線量とは放射性物質は、体外にある場合だけでなく、呼吸や飲食によって体内に取り込まれた場合でも、その物質から放出される放射線によって体内被ばくを引き起こします。体内に取り込まれた放射性物質は、時間の経過とともに体外に排出されていきますが、その間も体内は被ばくし続けることになります。この、体内に取り込まれた放射性物質から受ける線量の評価に用いられるのが「預託実効線量」です。体内に入った放射性物質の種類や量、その人の年齢や代謝によって、将来にわたって受ける線量は異なってきます。預託実効線量は、放射性物質を摂取した時点で、将来、その人が生涯にわたって受けるであろう線量を、まとめて見積もった値のことを指します。例えば、ある放射性物質を摂取した人が、その日から50年間生きて、その間に体内の放射性物質から受ける線量が合計で1ミリシーベルトと計算されたとします。この場合、その人の預託実効線量は1ミリシーベルトとなります。預託実効線量は、放射線業務従事者など、放射性物質を取り扱う可能性のある人々の健康管理に用いられます。また、原子力施設から環境中に放出される放射性物質の影響を評価する場合にも、重要な指標となります。

2024.09.21

放射線について

原子力発電とクリアランス制度

原子力発電は、ウランなどの核燃料が原子核分裂を起こす際に生じる莫大なエネルギーを利用して電気を生み出す発電方法です。火力発電と比べて、二酸化炭素の排出量が非常に少ないという利点があります。しかし、原子力発電は、電気を生み出す過程で、使用済み燃料と呼ばれる放射能を持つ物質が発生します。この使用済み燃料は、再処理を行うことで、まだ燃料として利用できるウランやプルトニウムを取り出すことができます。しかし、再処理を行う過程でも放射性廃棄物は発生しますし、取り出したプルトニウムは、核兵器に転用される可能性も否定できません。また、原子力発電所は、運転を終え、解体する際にも、放射能を持つ物質を含む廃棄物が発生します。これらの放射性廃棄物は、放射能のレベルに応じて適切に管理、処分する必要があります。放射能のレベルが高い廃棄物は、地下深くに埋められるなど、人間の生活圏から隔離する必要があります。このように、原子力発電は、二酸化炭素の排出量が少ないという利点がある一方で、放射性廃棄物の処理という課題を抱えています。

2024.09.21

原子力の安全

浸炭現象：硬さと脆さの調整

- 浸炭現象とは鉄鋼材料は、私たちの身の回りで広く使われている材料ですが、その性質は含まれている炭素の量によって大きく変化します。炭素が多いほど硬くて丈夫な反面、衝撃に弱く壊れやすくなるという性質があります。そこで、表面は硬く、内部は粘り強い状態を両立させるために用いられるのが「浸炭」と呼ばれる技術です。浸炭現象とは、鉄鋼材料を加熱し、炭素を多く含む雰囲気中に置くことで、材料の表面に炭素を徐々に染み込ませる熱処理のことです。表面から内部に向かって時間をかけて炭素が浸透していくため、表面は炭素濃度が高くなり硬化しますが、内部は元の粘り強い状態を保つことができます。この処理を行うことで、耐摩耗性、耐疲労性、耐衝撃性といった様々な特性を向上させることができます。例えば、自動車のギアやシャフトなどは、常に動いたり大きな力が加わるため、表面の硬さと内部の粘り強さの両方が求められます。浸炭処理によってこれらの要求を満たすことで、部品の長寿命化や性能向上に繋がります。浸炭現象は、鉄鋼材料の性能を最大限に引き出すための重要な技術であり、様々な工業製品の性能向上に貢献しています。

2024.09.21

その他