学習指導案(学習指導要領)掲載図

学習指導案(学習指導要領)掲載図
● 電磁波のなかま
● 放射線の種類とその性質
● 放射線と放射性物質と放射能
● 放射線、放射能の単位表
● 半減期:放射能は時間とともに減る
● 身の回りの放射線
● 全国の自然放射線量
● 自然から受ける放射線量(日本年間平均)
● 自然および人工放射線によって受ける一人あたり年間線量
● 呼吸や食品摂取によって体内に取り込まれる放射性物質
● 医療分野での放射線利用
● 農業分野での放射線利用
● 工業分野での放射線利用
● いろいろな放射線利用
電磁波のなかま
波 長
10-15m
10-14m
10-13m
10-12m
10-11m
10-10m
(1Å)
10-9m
10-8m
10-7m
10-6m
(1μm)
10-5m
10-4m
10-3m
(1mm)
10-2m
(1cm)
10-1m
(10cm)
1m
10 2m
10m
10 3m
(1km)
遠赤外線
エックス線
紫外線
可視光線
赤外線
電波
1010Hz
10 9Hz
(1GHz)
10 8Hz
10 7Hz
AMラジオ
1011Hz
中波
︵MF︶
1012Hz
(1THz)
短波放送
レーダー
1013Hz
短波
︵HF︶
センチ波
ミリ波
1014Hz
サブミリ波
1015Hz
サウナ
1016Hz
果物の酸度・糖度測定器
1017Hz
テレビのリモコン
赤外線カメラ
こたつ、非接触温度計
1018Hz
蛍光灯、白熱灯、可視レーザー光
1019Hz
日焼け灯、殺菌灯
学習指導案(学習指導要領)
1020Hz
* コラムを参照ください。
1021Hz
放射射
射光
放放放放放
周波数
1022Hz
X線撮影
コンピューター断層撮影
医療用器具の滅菌
ジャガイモの発芽抑制
具体的な例
1023Hz
p4
超短波
FMラジオ、無線
︵VHF︶
マイクロ波
極超短波 テレビ
︵地上波︶
︵UHF︶
携帯電話、電子レンジ
ガンマ線
10 6Hz
(1MHz)
参考:
(独)
日本原子力研究開発機構「放射線ってなんだろう?」
放射線の種類とその性質
放射線の種類
放射線の透過力
α線・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
原子核から飛び出した粒子(陽子2個、中性子2個)
β線・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
原子核
原子核から飛び出した電子
γ線・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
原子核から出てくる目に見えない光
中性子線・
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・
原子核から飛び出した中性子
X線・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
原子核外の電子からつくられた目に見えない光
原 子
陽子
中性子
学習指導案(学習指導要領)
紙
電子
薄い
アルミニウム板
鉛板
水や
コンクリート
放射線と放射性物質と放射能
懐中電灯に例えると、
「電球から出る光=放射線」
「懐中電灯=放射性物質」
「光を出す能力=放射能」
になります。
光
放射線
学習指導案(学習指導要領)
懐中電灯
放射性物質
光を出す
能力
放射線を
出す能力
(放射能)
放射線、放射能の単位表
名 称
単位名(記号)
放 射 能
ベクレル(Bq)
シーベルト(Sv)
(1 シーベルト=1,000 ミリシーベルト)
定 義
放射性物質の強さを表す単位
(1秒間に原子核が崩壊する数を表す単位)
放射線の人体への影響を表す単位
線 量
グレイ(Gy)
学習指導案(学習指導要領)
放射線の運動エネルギーが物質や
人体に吸収される量を表す単位
半減期:放射能は時間とともに減る
1 最初の量
(例)
放射能の量
1/2
半減期
1/4
半減期
1/8
1/16
核 種
半減期
ナトリウム 24
15.0 時間
ラドン 222
3.8 日
ヨウ素 131
8.0 日
コバルト 60
5.3 年
セシウム 137
30 年
ラジウム 226
1,600 年
プルトニウム 239
2.4 万年
ウラン 238
45 億年
ヨウ素131は8日間で半分
8日
16日
24日
32日
1/2
1/4
1/8
1/16
・
・
・
・
・
・
80日 1/1,024
80日経てば
約1/1,000になる
半減期
半減期
時間
学習指導案(学習指導要領)
参考:日本アイソトープ協会「アイソトープ手帳 11版」
身の回りの放射線
宇宙から
空気から
大地から
学習指導案(学習指導要領)
食物から
全国の自然放射線量
0.89
0.98
0.91
0.86
0.99
0.91
0.95 0.94
1.08
1.08 1.04
花崗岩質の土壌は
カリウムやウランが
多く含まれている。
1.03
1.10
1.00以上∼1.09以下
1.10以上
1.06
1.00
(ミリシーベルト/年)
宇宙、大地からの放射線と
食物摂取によって受ける放射線の量
(ラドンなどの吸入によるものを除く)
学習指導案(学習指導要領)
1.01
1.06
1.02
0.90
0.91
1.19
0.90
1.06
1.03
1.01
0.81 0.85
1.16
1.09 0.98
1.07 1.09
1.07
1.08
1.02 1.06
1.18
0.99
1.13
1.07
1.10
1.17
0.99以下
0.92
1.04
1.02
0.98
1.03
0.98
0.95
出典:資源エネルギー庁「原子力2010」
自然から受ける放射線量(日本年間平均)
0.29
0.40
宇宙線による被ばく
大気中のラドンなどによる被ばく
外部被ばく
合計
1.48
内部被ばく
0.38
0.41
大地放射線による被ばく
食物による被ばく
ウラン238
カリウム40 など
カリウム40
炭素14
ルビジウム87
鉛・ビスマス214 など
単位:ミリシーベルト
学習指導案(学習指導要領)
出典:放射線医学総合研究所 2007年
自然および人工放射線によって受ける一人あたり年間線量
世界平均
日本平均
自然放射線
医療被ばく※1
自然放射線
2.4
0.61
1.480
医療被ばく※1
合計
3.13
2.250
合計
3.75
その他
(原子力発電所等)0.013
※2
フォールアウト
0.11
※2
フォールアウト
0.012
その他
(航空機利用等)0.006
※1 医療被ばく:レントゲン検査やCT検査で受ける被ばくのことです。
※2 フォールアウト:1950年代から1960年代にかけて盛んに行われた核実験によって生成され、環境中に放出された放射性物質のことです。
単位:ミリシーベルト
学習指導案(学習指導要領)
出典:国連科学委員会(UNSCEAR)1992年報告、
旧科学技術庁「生活環境放射線」
呼吸や食品摂取によって体内に取り込まれる放射性物質
■体内の主な放射性物質の量
体重60㎏の
日本人の場合
カリウム40・
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・
・4,000ベクレル
合計
約7,000
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・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・2,500ベクレル
炭素14・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・
・500ベクレル
ルビジウム87・
ベクレル
・
・
・
・
・
・20ベクレル
鉛210・ポロニウム210 ・
■食物中のカリウム40の量(日本)
干しこんぶ
2,000
ポテトチップ
学習指導案(学習指導要領)
干ししいたけ 700
400
牛乳
生わかめ 200
50
ほうれん草
食パン 30
200
魚
米
30
100
牛肉
ビール
10
100
単位:ベクレル/kg
出典:
(財)原子力安全研究協会「生活環境放射線(平成4年)」
医療分野での放射線利用
診 断
滅 菌
さまざまなプラスチック
製品の滅菌にガンマ線
や加速器からの電子線
が利用されています。
治 療
一方向からX線を当てることで体の内部を観察するだけでなく、
さまざまな向きから人体のX線写真を撮影し、コンピューターで
解析することにより、あたかも人体を輪切りしたように体内の様子
を詳しく観察することができるようになりました。また、放射性同位
元素を含む化合物(標識化合物)を体内に注射し、放出される放射線
を検出するPET検査で、がん組織の早期発見も可能になっています。
学習指導案(学習指導要領)
ガンマ線、
電子線に加えて
陽子線や重粒子線など
を駆使した高度ながん
治療技術が発達してき
ています。
農業分野での放射線利用
食物の品種改良
放射線照射から生まれた
形や色が異なる
新品種の花
食品保存
放射線照射した
ジャガイモは発芽しない
放射線
照射後
約半年
発芽したジャガイモは
有毒物質(ソラニン)を含む
じゃがいもの芽に放射線
を当てることで発芽を防
止します。日本では食品
への放射線照射はじゃ
がいもだけですが、海外
ではスパイスの殺菌な
どにも使われています。
害虫駆除
放射線照射により誕生した
ナシ黒斑病に強い
ゴールド二十世紀ナシ
日本では1950年代から放射線を使った品種改良が行われています。
その結果、ナシ黒斑病に強い梨や寒さに強い稲などが作り出されま
した。また、放射線を当てることで花の色の品種改良も行われてい
ます。
学習指導案(学習指導要領)
沖縄では、ゴーヤなどに
被害を与えていたウリ
ミバエの駆除を目的に、
人工飼育したオスに放
射 線を照 射 。不 妊 化し
てから野外に放つこと
で、駆除に成功しました。
工業分野での放射線利用
材料加工
繊維製品等に放射線を照射
すると抗菌加工を施せます。
照射後の繊維は、長期間保
存したり、洗濯をしても良好
な抗菌性を維持します。
材料検査
ビニール電線にガンマ線や
電子線を当てると、耐熱性
が増し、燃えにくくなります。
ゴムに電子線を照射すると持久性が増すため、
自動車のタイヤの製造などに利用されています。
学習指導案(学習指導要領)
放射線の透過量の変化を測定することで、
材料の厚さを正確に測定できることを利用
し、厚さを均一に保たなければならない工業
製品の工程管理に使われています。
いろいろな放射線利用
手荷物検査・非破壊検査
空港でのX線による手荷物検査
火災報知機の煙探知機
画像提供:ポニー工業
エックス線やガンマ線を用いて製品や材料
を壊さず内部の様子を調べたり、外から
見えない割れ目、欠陥、亀裂などを見つけ
ることができます。溶接した部分の検査や、
航空機のジェットエンジンの定期検査、空港
での荷物検査などに使用されてます。
学習指導案(学習指導要領)
火災報知機の煙探知機には、アメリシウム
241から出るアルファ線により、一定の電流
が流れています。この中に煙が流れ込むと
電流が減少し、そのときに警報が鳴るしくみに
なっています。