放射能測定器

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放射能測定器（放射線検出器）

ウランガラスかどうかを見分けるのは、蛍光色が黄緑色かどうかが一番簡単な方法ですが、ガラスハンドブックによると、緑色の蛍光を出すガラスもあるようなので、絶対的な決め手は放射能測定ですね。放射線測定器は次の幾つかがあります。

１）ガンマ線計測器「はかる君」

　東海村の放射線計測協会（TEL:029-282-5546FAX:029-283-2157）に電話して、「はかる君」というガンマ線計測器を借りられます。費用は無料で、２ケ月貸して頂けます。私が試験した結果では、ウラン量が多いと、これで充分、ＵＧかどうかが判別できます。但し、ウラン量が少ないと、バックグラウンドとの差が小さくて、分からないことがあります。シンチレーション方式で結構、精度は良いはずなんですが、U238のガンマ線が５０KeVと弱い為かも知れません。協会のHPは直接リンクできないので、グーグルの検索結果を右記に出しますので、そこからたどって下さい。　　「放射線計測協会」

２）ロシア製ベータ・ガンマ測定器「ANRI」

　大阪の「鉱石店やまもと」で買えます。(TEL/FAX:0724-94-1461) 12,000円。非常に安いです。ガンマ線の測定感度は「はかる君」よりは、かなり劣りますが、まあまあ使えます。なんと云っても、裏にベータ線測定用の窓が付いていて、これではかると、非常に良いデータが出ます。ネックレスのように、ウランガラスが小さい場合も、ちゃんと測定できます。以前買った蛍光が殆ど出ない花瓶も、これで測ったら、UGと判明しました。
2001/11現在、輸入していないとのこと。

３）ロシア製ベータ・ガンマ測定器「RKSB - 104」
ロシアのＢＥＬＶＡＲ社製で、型番は「RKSB - 104」あるいは、ロシア文字を間違えて「PKCB - 104」と読んだりしています。同じものが、「Voltcraft HS-034」、あるいは「Radian - 104」として、各国で製造販売されています。

　~~京都の「クリスタルワールド」社で買えます。(TEL:075-257-3814。ＦＡＸは3815)。12,000円。非常に安いです。~~ガンマ線の測定感度は「はかる君」よりは、かなり劣りますが、十分使えます。裏蓋をはずすとベータ線測定用の窓が付いていて、これではかると、非常に良いデータが出ます。同社のHPは右記：http://www1.odn.ne.jp/~cin38140/index.html
2001/11現在、在庫なしとのこと。
2003年7月に新型が入荷した模様（値段＝2万円）
2008年5月現在「取扱いを休止した」とのことです。
グーグルなどで「ガイガーカウンター」で検索すれば、日本での取扱店が見つけられると思います。

英語の説明書しかないので、下記に使い方を書いておきます。

1)ガンマ線の測定
　　左上のSWを上側にします。右上のSWを上側（OPN)にします。最後に右下のSWを上側（ON）にします。約２０秒間の測定後に4桁の数字が出ます。ウランガラス（UG）が無い場合（バックグランド）で例えば「０２００」と出たら、０．０１倍して、２マイクロ・シーベルト／毎時、ということです。そして、ＵＧを測定して、バックグラウンドを差し引けば正確な値が出ます。

シーベルトは人体への影響度合いなので、ガンマ線だけで評価するようです。この測定器には、20秒間の測定値を１００で割ると、マイクロシーベルト／時間、が出る、と書いてあります。従って、上の例だと、200/100＝２μSV/hrです。
要するに、ガンマ線だけを測定して、1秒間のカウント数(上の例では１０カウント／秒）を５で割れば、２μSV/hr　になる、ということです。
所で、人体に全く影響が無い範囲として、年間５ｍSV（年間合計値＝5ミリシーベルト）が規定されています。仮に、上の２μSV/hrのウランガラス器を抱いて毎晩寝ると、 2μSV x 7hr x 365day = 5ｍSV　なので、一応OKですね(笑)。

　　なお、測定精度を上げたい時は、左上のSWを下側にして、約5分間の測定後に出た数字を０．００１倍します。

２）ベータ線の測定
　　裏蓋をはずして、UGに2本のガイガー管を接します。後は上と全く同じです。なお、この場合、ガンマ線も測定されてしまうので、正確には、上の1番の測定で出たガンマ線測定値を引き算します。

３）右上SW（OPNとS/B)の違い
　　右上のSWは通常、上側「OPN（オペレーション））にしておきますが、何度も測りたいときは、右下のSWは「ON」にして、右上のSWを「S/B（スタンバイ）」にしておきます。この状態では18秒ごとに自動測定し、18秒後にゼロへ戻ります。右上SWを「S/B」から「OPN」にすれば28秒間の測定が開始され28秒後に停止します。この測定器は、SWを入れ始めて時間が経つと測定感度が２０％程度下がるということですので、安定な状態で測定する場合にこの方法を使用します。

３）ドイツ製「ガンマスカウト」

これは茨城県のMHさんがお持ちのものです。さっきの「鉱石やまもと」などで買えます。3万5千円程度。インターネットで海外から直接買えますが、値段は変わらないです。これはアルファ、ベータ、ガンマの三つとも測定できて、特にガンマ線は２０Kev以上と、U２３８のガンマ線が測定できるので良い製品と思います。ただ、先日、渋谷で試験した時には、UGのウランの量が少なかったせいか、ガンマ線がバックグランドと差がない結果でした。

４）ロシア製ガンマ測定器「DRGB-90」

これは2006年にインターネットで米国から買ったものです。値段は5000円程度と格安ですが、ガンマ線しか測定できません。
ただ、ガンマ線が入るたびに、ピッと音が鳴るのと、メーターが針式のアナログ的で面白いと思いました。

５）「ウランガラスからはどういう放射線が出ているか？」
　以前から、ウランガラスから出てくる放射線について、気になっていたので、放射化学の教科書を引っ張り出して、勉強しました。30年以上前に、三宅千枝先生の講義で使った物です。（「核化学と放射化学」丸善出版）

１）まずは、ウラン２３８から。

ウラン２３８
（半減期４５億年、アルファ崩壊）

⇒

トリウム２３４
（２４日、ベータ崩壊）

⇒

プロトアクチニウム２３４
（1分、ベータ崩壊）

⇒

ウラン２３４
（２５万年、アルファ崩壊）

放射化学の教える所によれば、物質の放射能は、原子数に比例し、半減期に反比例します。さらに、親核種の寿命より娘核種の寿命が短い時（上のような例）では、いわゆる「放射平衡」が成立し、親と娘の放射能は同じ値になります。上のケースでは、母親と、娘と、その孫娘がいるので、結局、Ｕ２３８原子１個が崩壊する時に、ベータ崩壊を２回する、即ち、ベータ線（電子）が２個出る、ということになります。45億年に比べれば、24日や1分は一瞬ですから、ウランから直接ベータ線が出ていると言ってもいいでしょう。

２）ところで、ウランにはU235が0.7%含まれているので、こちらについても調べて見ました。

ウラン２３５
（半減期７億年、アルファ崩壊）

⇒

トリウム２３１
（26時間、ベータ崩壊）

⇒

プロトアクチニウム２３１
（３万年、アルファ崩壊）

こちらは、U235が１回崩壊する度に、1個の電子（ベータ線）が出るということになります。但し、「物質の放射能は、原子数に比例し、半減期に反比例」という法則で考えると、原子数密度が140分の１で、半減期寄与が7倍、というのを考慮しても、U238より1桁放射能が小さいということになります。

３）さらに、天然ウランにはU238と、U235のほかに、Ｕ２３４が0.0056%含まれています。量はU235の1/100ですが、半減期が25万年なので、次のように、放射能はU235よりずっと大きいのです。。

ウラン２３４
（半減期25万年、アルファ崩壊）

⇒

トリウム２３０
（8万年、アルファ崩壊）

こちらは、娘各種のトリウム230は半減期が長くて実際は崩壊しないと考えてよく、U234が１回アルファ崩壊するだけ、と考えてよいでしょう。

４）以上より、、「物質の放射能は、原子数に比例し、半減期に反比例」という法則で考えると、

核種	天然U中の存在量	半減期	放射能（天然Ｕ１ｇ当たりのベクレル値）	放射能（娘核種も考慮）
Ｕ２３８	９９．３％	４５億年	12,000 Bq/g-nat.U	36,000　Bq/g-nat.U
Ｕ２３５	０．７１％	７億年	600 BQ/g-nat.U	1,200　Bq/g-nat.U
Ｕ２３４	０．００５７％	２５万年	13,200 Bq/g-nat.U	13,200　Bq/g-nat.U

となり、Ｕ２３５の放射能寄与は非常に小さく、Ｕ２３８とＵ２３４が同程度となります。さらに、上のベータ線の寄与を考えると、Ｕ２３８は3個（アルファ1個＋ベータ2個）に対し、Ｕ２３４はアルファ1個のみなので、結局一番右側の列のように、Ｕ２３８の寄与が全体の7割を占めることになります。

ところで、ウランガラスの記事の中には「最近は劣化ウラン使用だから放射能が小さい」という記載もありますが、劣化ウランはＵ２３５とＵ２３４が天然ウランの3割になっているので、上のＵ２３５とＵ２３４の放射能値を3割にしても、全体ではＵ２３８の寄与が大きく、2割程度低下するだけです。
また、話は飛びますが、米国が湾岸戦争などで使用した劣化ウラン弾の放射能は「劣化しているから弱い」訳ではありません。単に、U235が天然ウラン(0.7%)より少ない(0.2-0.3%)というだけです。ＩＡＥＡは「天然ウラン鉱石（各種の娘核種を含む）よりは6割低下する」とＨＰなどで書いてます。

なお、上のアルファ崩壊、ベータ崩壊は、いずれもガンマ線を出すのですが、そのエネルギーは50KeV程度で、U235のアルファ崩壊のみ200KeVと大きく、検出器の感度によっては、U235の寄与も多少あるかも知れません。

以上をまとめると、ウランガラスでは、ウラン（U238）が崩壊して、アルファ線、ベータ線、ガンマ線のいずれもが出てくる、と云えます。また、ガンマ線は透過力が強いので小さい検出器では測定しにくく、一方、ベータ線は適度な強さである為、測定しやすいと、思われます。(2003年4月、6月）

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