| ３ 放射線の単位 |
| ニュースをみると、ベクレル（Ｂｑ）とか毎時マイクロシーベルト（μＳｖ/h)とか、シーベルトSvなんて 単位が出てきます。そこで、これらの単位を「猫」なりに説明します。 |
| １ | ベクレル（Ｂｑ）について | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 放射線の単位で、直感的にわかりやすいのがベクレル（Ｂｑ）です。定義は簡単です。１秒間に、出た 放射線の数です。５００Ｂｑ/Kgの放射性セシウム汚染牛肉からは、１ｋｇあたり５００個の放射線が飛び 出します。たとえば、この牛肉を１Ｋｇ食べると、１月では５００×３６００×２４×３０＝1,296,000,000（１３億） 個の放射線にさらされることになります。 詳しくはベクレル - Wikipediaを見てください。 ※ベクレルは放射線の元がどれだけあるかを示す単位です。 |
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| ２ | シーベルト（Ｓｖ）について | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| シーベルト（Ｓｖ）は、おおむね放射線から受けたエネルギーを表します。１Ｓｖは、１ｋｇあたり1/4200Ｋｃａｌ のエネルギーを浴びたことになります。たとえば、体重５０Ｋｇ人が、１シーベルトの放射線を浴びると、 50/4200Kcal=1/84KCal(８４分の１カロリー）のエネルギーを放射線から浴びたことになります。 なお、厳密には生物学的な効果を見込み、係数で補正しています。詳しくはシーベルト - Wikipediaを見てください。 ※ シーベルトは放射線をどれだけ浴びたを示す単位です。 |
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| ３ | 毎時μＳｖ（μＳｖ/h) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ニュースではよく、放射線量としてμＳｖ/hなんて単位が出てきます。仮に１μSv/hとすると、１時間当たり百万分 の１シーベルトの放射線を浴びるとの意味になるます。μＳｖ/hは、シーベルト（Ｓｖ）とは違い、１時間でどれだけ、 放射線を浴びる（被ばく）かを示す単位です。正確には放射線量でなく放射線量率を表します。ついでにゆうと μ（マイクロ）は、百万分の１を示します。 仮に１μＳｖ／ｈのところに１年間いると １×２４×３６５÷１，０００，０００＝０.000876Ｓｖ の被ばくになります。エネルギーに変換すると、放射線から約３．７Ｋｃａｌのエネルギーをもらったことになります。 μSv/hは、今どれだけ放射線を浴びているかを示す単位です。車のスピードを表すようなものです。時速４０Ｋｍで ２時間走ると８０Ｋｍ移動するのと同じで、１μＳv/hの所に２時間いると、１００万分の２シーベルトの放射線を浴びる ことになります。 ※ 毎時μＳｖ（μＳｖ/h)は、今、どれだけの放射線が出ているかを示す単位です。シーベルト（Ｓｖ）とμＳｖ／ｈの 関係は、乗り物の速さと移動距離の関係に似ていて、放射線を浴びている時間を掛け算すると、浴びた放射線の 量（シーベルト）になります。 |
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| ４ | 小さくなった時の単位 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ニュースなどで、福島市の線量率が１μＳｖ/hやｍＳｖのように最初にμやmのついた単位が出てきます。そこで、 μやmについて説明します。μは１００万分の１をｍは千分の１を表します。ですから、１μＳｖ/hは、１時間当たり １００万分の１Ｓｖ（シーベルト）であることを表し、１ｍＳｖは０．００１Ｓｖになります。このように小さい数字を見やすく するために、単位の最初にm,μ,n,pなどをつけて、その分の０を減らして表示することがあります。以下、簡単に 説明します。 ①ｍ（ミリ）は１０００分の１を示します。 １ｍｇは１０００分の１ｇ １ｍｍは１０００分の１ｍ です。 ②μ（マイクロ）はｍ（ミリ）の１０００分の１（すなわち１００万分の１）を示します。 １μgは１０００分の１ｍｇ（すなわち１００万分の１ｇ） １μmは１０００分の１ｍｍ（すなわち１００万分の１ｍ） です。 ③ｎ（ナノ）はμの１０００分の１（すなわち１０億分の１）を示します。 １ｎｇは１０００分の１μｇ（すなわち１０億分の１ｇ） １nmは１０００分の１μｍ（すなわち１０億分の１ｍ） です。 ④ｐ（ピコ）はｎの１０００分の１（すなわち１兆分の１）です。 １ｐGは１０００分の１ｎｇ（すなわち１兆分の１ｇ） １ｐｍは１０００分の１nm(すなわち１兆分の１ｍ） です。 |
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| ５ | 大きくなったときの単位の変更 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 放射線では非常に大きな値を扱うことがあります。たとえば、１００ｇのセシウム１３４の放射性物質 量は５０００兆ベクレルです。値が大きくなると単位の前にｋ(キロ）、M（メガ）、G（ギガ）、T（テラ）など をつけ、大きな数字が表しやすくなりまと見やすくなります。その規則を以下に説明します。 ①K(キロ）は１０００倍を表します。 すなわち、 １０００ｇは１Kg １０００ｍは１ｋｍ です。 ②M(メガ）はK(キロ）の１０００倍（１００万倍）を示します。 すなわち １０００Kgは、１Mg（１トン） １０００Ｋｍは１Ｍｍ（１００万メートルまたは１０万km) です。 ③G(ギガ）はM（メガ）の１０００倍（１０億倍）を示します。 すなわち １０００Mgは１Gg(1000トンまたは１kトン） １０００Ｍｍは１Ｇｍ（１０億ｍまたは１００万Ｋｍ） を表します。 ④T（テラ）はM（メガ）の１０００倍（１兆倍）を示します。 すなわち １０００Ggは１Tg（１兆ｇ、百万トンまたは１メガトン） １０００Ｇｍは１Ｔｍ（１兆ｍまたは１０億ｋｍ） です。 |
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| ６ | エネルギーを当たらす単位 ジュール（Ｊ） | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| エネルギーにはいろいろな単位がありますが、基本となるのが J（ジュール）です。Jの定義は、めんどくさいので説明をしませんが 色々なエネルギーをジュールに変換してみますので、感覚がわかればいいと思います。 ①１Kcalは４２００J 私たちは、栄養の計算でKcal(キロカロリー）を使います。まず、１Kcalは４２００Jで あることを知ってください。 ②ジョギングすると 体重５０Kgの人が１Kmジョギングすると、５０Kcal すなわち２１０,０００Jのエネルギー を使います。 ★１Kmのジョギングで、体重と同じカロリー（体重５０Kgなら５０Kcal)を使うそうです ③缶ビール（３５０ｍｌ）を一本飲むと 今、手元にある缶ビールには１００ｍｌ当たり４２Kcal、すなわち176,4000Jのエネルギー と書いてありました。３５０ｍｌ缶なら３．５倍ですので、６１７，４００Jになります。 ③１００Wの電化製品を１時間使うと ３６０,０００Jです。（ワット数×使用時間（秒）が使ったエネルギーになります。） ④時速１００Km／時の野球ボールのエネルギー 約５６Jです。 （ボールの重さを１４５gとして） ２００Km/時では倍ではなく４倍の２３２Jになります。 運動エネルギーは 秒速×秒速×重さ（Kg単位）÷２ なんて式があるそうです。 ⑤１Kgのものが１ｍ落下したときの運動エネルギー ９．８Jです。 １Jは、重さ１Kgの物体が１ｍ/s2の加速度で１ｍ移動した時のエネルギーとして定義して います。加速度とは、１秒あたりどれだけスピードを増すかで規定しています。たとえば１ｍ/s2 の加速度ですと１秒後には１ｍ/s,２秒後には２ｍ/sになります。 ２項の１Ｓｖ（シーベルト）で吸収するエネルギーをＪ（ジュール）にすると、１Ｊになります。おおまかには１ｋｇの物体 が、１Ｊ（ジュール）のエネルギーを放射線から吸収すると１Ｓｖ（シーベルト）になります。 |
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| ７ | 放射線一つのエネルギーを表す単位 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 放射線１個のエネルギーを表す単位にJ（ジュール）を使うのは大きすぎて不便です。そこ で、eV(エレクトンボルトまたは電子ボルト）を使います。 １電子ボルトは0.0000001602ｐJ（１．６０２×１０－１９J) です。また １Jは、6,242,000TeV（６．２４×１０１８eV)です。 だいぶ桁が違うのですが、単位の換算でしかありませんので、難しく考えないでください。 ＜余談＞ 電子は－の電気（正確には電荷）をもっています。＋の電気があるところに吸い寄せられます。 電気を通す２枚の板に、１Vの電池を繋ぎます。  マイナス（－）側の板から、電子を放つと電子は「－」の電気（正確には電荷）をもっていますので、 ＋側に引き寄せられます。移動するにはエネルギーを使いますが、＋側の板に到着したときの 電子のエネルギーを１eV(電子ボルトまたはエレクトロンボルト）としています。ちょっと、難しい 言葉でかくと「電子1個を1Vの電位差で加速したときのエネルギー」が１eVの定義です。 下の表にいろいろな放射線のエネルギーと身近な物の分子１個当たりのエネルギーをまとめてみました。
セシウム１３７から出るγ線１個当たりのエネルギーは0.6617MeVです。これをＪに換算すると０．１ｐＪになります。 温度に換算すると、７７億℃と高いのですが、エネルギーとしてはわずかです。これが、放射線の特徴だと猫は 思います。温度は高いのですが、エネルギーが小さいので物質の中に入るとすぐに冷やされて火傷はしません。 でも、温度が高いので、普通の熱以上に分子を壊す力があります。ただし、壊れる分子の数はほんの少しです。 |
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| ８ | W（ワット）について | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 発電所の単位でWがよく使われます。そこで、W(ワット）について説明します。ワットは１秒間のどれだけ のエネルギーを使ったかで表します。 ①１秒に１Jのエネルギーをつかうと１Wです（これがW(ワット）の定義です）。 ②体重５０Kgの人が、時速７．２Kmでジョギングすると、一時間当たり３６０Kcalすなわち、５１、２００Jの エネルギーを使います。Wに直すには、１時間が３６００秒ですので ５１，２００÷３６００＝４２０W になります。 ③１００Wの電化製品を１時間使うと１００×３６００（１時間の秒数）＝３６０、０００Jのエネルギーを使い ます。 ④エンジン出力が７０KW、重さ１０００Kgの車をアクセル全開で発進すると、１秒後には時速４０Kmを 超えている。 a)出力が７０KWですので、１秒後には７０KJ(70000J)のエネルギーを持ちます。 ｂ）時速４０Kmは秒速１１．１ｍです。 ｃ）運動エネルギー＝重さ×秒速×秒速÷２ですので、計算すると６１Jが必要となりますが、 ７０Jのエネルギーが溜まっているので、時速４０Kmは超えられます。 |
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