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日本国憲法の秘密-441-

年末までしていたウランの話に戻ります。

原子1個の大きさをおおざっぱに言うと1億分の1cm(0.00000001cm=0.0000001mm)である。
だから1×1×1cmの立方体(水ならば1g)に含まれている原子の数は、1億×1億×1億となる。
1億×1億×1億=1兆×1兆なので、1兆×1兆個の原子が含まれている。

福島第一原発の3号機を例にして酸化ウランの量を計算してみる。
 ・ペレットの大きさは直径1cm×長さ1cmほど。小さな円筒形。
 ・ペレット1個の重量は約8g。
 ・燃料棒1本につき350個のペレットを用いる(燃料被覆管に350個のペレットが密封されている)
 ・燃料棒を束ねたのが燃料集合体であり、1体あたりの燃料棒数は72本
 ・原子炉一基あたりの燃料集合体数は548体
 ⇒8×350×72×548=110,476,800g=110,476.8kg≒110t(トン)

ウラン酸化物とウランの重量は同じではないので(金属の酸化物は通常重くなるが、粉末などになった場合には軽くなる)、一概に比較できないが大きく違うわけではないので、おおまかな量を知る手掛かりにはなる。

ウラン10kg(おおざっぱに500mlペットボトル1本分くらい)に含まれる原子(原子核)の数は、10兆×1兆個である。
10,000,000,000,000×1,000,000,000,000=10,000,000,000,000,000,000,000,000(10秭)

10kgのウランに含まれる原子数は、10,000,000,000,000,000,000,000,000(10秭)。
110,476.8kgならば?簡単に考えればおよそ1万倍となる。
110,476,800,000,000,000,000,000,000,000(約11穣)。単位が上がった。


原子はあまりに小さくあまりに数が多いために現物をなかなか実感しにくい。
そこで砂や細菌・ウイルスなどと比較した。(同じ物でも大きさは一律ではなく何でも幅がある)

1m=1,000mm(ミリメートル)=1,000,000μm(マイクロメートル)=1,000,000,000nm(ナノメートル)=1,000,000,000,000pm(ピコメートル)
よって、1μm=0.001mm、100μm=0.1mm となる。

砂粒の大きさ(直径)を0.4mmと仮定したが、砂粒の大きさにも幅がある。0.06mm~2mmほどの粒が砂と呼ばれる。
小麦粉の粒子の大きさは砂粒よりもずっと小さくて30~150μmほどの粒子である。
細菌の大きさは約1~5μm(0.001~0.005mm)、ウイルスの大きさは20~1000nm(0.02~1μm)(0.00002~0.001mm)である。
ほとんどのウイルスは0.3μm(300nm)以下であり、ノロウイルスは0.025~0.035μm(25~35nm)ととても小さい。
細菌やウイルス単体は、医療現場で用いているサージカルマスクでも通過してしまう。
但し細菌やウイルスが飛ぶ状況は咳やくしゃみでもたらされるので、粒子の周りに水分を含んでいて5μmほどになっている。
この大きさになればサージカルマスクによって防ぐことが可能となる。
結核菌や麻疹ウイルスのような水分のない飛沫核(直径5μm以下)の場合にはもっと特別なマスク(0.3μm以上の微粒子を95%以上遮断し遮蔽率も高い)でないと感染予防できない。



原子1個の大きさをおおざっぱに言うと1億分の1cm(0.00000001cm=0.0000001mm)であると書いたが、実際には原子の種類(ウラン原子や水素原子など)によって若干大きさは違う。
但し人間が接する物質は例え小さくても原子1個というより粒子である。

酸化ウランの微粒子の直径は0.001~5μm(マイクロメートル)であるが、半分は1.5μm以下の微粒子であり、平均径はおよそ0.01μmとなる。
細菌(約1~5μm)やウイルス(0.02~1μm)と同じくらいの大きさの微粒子もあるが、多くはもう少し小さい。
微粒子を吸い込めばダイレクトに肺に届く大きさである。
酸化ウランが大きければ避けたり除染にも効果があるだろうが、微粒子になってしまうとマスクでは防げないし除染効果も弱い。

とても小さいウイルスの中でも特にノロウイルスは小さいということを先に述べた。
ほとんどのウイルスは0.3μm(300nm)以下であり、ノロウイルスは0.025~0.035μm(25~35nm)ととても小さい
最近はノロウイルス亜種のサポウイルスによる感染(食中毒)も増えているそうだが、サポウイルスはノロウイルスよりも感染力が強く2,3個のウイルスを体内に取り込んだだけで発症する。
こうした大きさのウイルスは手指に付着すると指紋や爪の間に入り込み、手洗いしても簡単に落とすことができない。(ノロやサポはアルコール消毒による殺菌も効果が無いので厄介。次亜塩素酸ナトリウムや熱湯は効果があるが手に振りかけるわけにはいかない)(外科医大門先生の爪が長いのが気になりましたね!?私、芸能人なので?所詮ドラマなので?あーひょっとして。私、心配しないので?)
とても小さなノロウイルスやサポウイルスに対しては手洗いが有効でないのと同じで、それよりも小さい酸化ウラン微粒子に除染は有効ではない。高圧洗浄機でもミクロの隙間に入り込んだ粒子は取り除けないと言われている。

体内をはじめどこかに入り込むには微粒子のほうが有利。
言い換えると小さければ小さいほど入りやすいわけだが、小さいということは原子の数も少なくなる。
原子が崩壊することで放射線を放出するのだから、1個当たりでくらべれば、大きいもの(=原子の数が多い)ほど放射線を多く放出する。
粒子1つよりも塊1つのほうが、微粒子1つよりもペレット1つのほうが多くの放射線を放出するわけである。
微粒子ほど体内に入れてしまうリスクが高まるが、体内に入った場合には粒子が大きいほどリスクは高い。

例えば大きさが1μm(0.001mm)の酸化ウラン微粒子1個ならば、年に3~4回放射線が放出されると計算される。
大きさが5μm(0.005mm)の酸化ウラン微粒子1個ならば、1日に1回放射線が放出される。
(この計算には半減期が関係しているので半減期が違えば回数も違ってくる。半減期が短いほど回数は増える。ウランは半減期が長い物質。私は半減期の定義に懐疑的である。しかし現状計算すれば上記のようになる。)


崩壊時に放出されるのはα線とβ線。励起(微調整)の時にγ線が放出される。
α線とβ線は、透過力が弱く、電離能力が強い。γ線やX線は、透過力が強く、電離能力が弱い。
前に進むという仕事と、電離(電子を弾き飛ばす・電子にエネルギーを与える)という仕事、どちらかを優先すれば一方が劣るのだ。


体内にウランの微粒子が入った場合には体内で放射線が放出されることになるが、α線とβ線は透過力が弱く自分では動く距離は僅か。
従って持っているエネルギーのほとんどを電離(電子を弾き飛ばす)に使う。
人体を構成している細胞や組織の原子をイオン化してしまうわけである。

ウラン238はまずα崩壊するのでα線を放出する。
α線が体内で進む距離は40μm(0.04mm)ほど。人間が見れば動いたのは分からないレベル。
進むと言うと電車が一本線路を真っ直ぐ前に進むようなイメージがあるかもしれないが、放射であるから放射線と呼ばれているわけで、開いたクジャクの羽根のように多方面に放たれる(進む)。
α線が電離に使えるエネルギーは4,200,000eV(電子ボルト)。電子ボルトはエネルギーの単位の1つ。
原子1つをイオン化するエネルギーの平均は32.5eVである。
4,200,000÷32.5≒129,231 
1回のα線放出でおよそ13万個の原子をイオン化することが出来る。
たった1回の放出でも発がんリスクはあるとされる。(ただこれはウラン半減期が長いことを前提にした話なので、本当はもっと何度も放出しているということになれば1回の放出で云々ということは言えなくなる。)


原子を構成する陽子は正荷(+)、電子は負荷(-)。そして原子自体は中性となる。
この中性の原子と原子が結合している。2つ以上の原子から構成される分子も中性である。
原子からマイナスの電子が弾き飛ばされるのが電離、イオン化である。原子は中性ではなくプラスになる。
プラスになった原子と中性の原子は結合していられない。原子と原子が離れる、つまり切断されてしまうわけである。
これが染色体やDNA(遺伝子)が傷つくということである。
by yumimi61 | 2017-01-06 12:59