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金原子核線を放出する原料である金原子（元素記号Au79）は、原子核の中に79個の陽子と中性子を保有しています。原子核とは物質を構成する最小単位である原子の中核となる粒子で、陽子と中性子が結合したものです。
金原子核線は莫大な運動エネルギーを持っており、移動直線状のあらゆる物質の分子結合を切断する最も強力な放射線なのです。放射線とは原子が崩壊する際に放出されるもので、物質を通過するときに電磁相互作用によって物質を電離します。電離とはプラスやマイナスの電気を帯びた物質に変えてしまうことです。放射線は粒子の種類や発生源によって主に3つの種類に分類されます。
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アルファ（α）線 |
重くて不安定な原子核から放出されるヘリウムの原子核のことです。ウランなど質量が重い原子核の多くは、原子核内の陽子と中性子のバランスが崩れたりすると、アルファ崩壊を起こして安定的な原子核に変化しようとします。このアルファ崩壊を起こしたときに、アルファ線を放出するのです。アルファ線は電荷が大きいので電離能力が大きく、物質を電離してすぐに消失します。空気中でも数cm、紙ならば1枚で遮蔽可能となっています。
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ベータ（β）線 |
不安定な原子核から放出される高エネルギーの電子です。原子核内の陽子数と中性子数のバランスが崩れている場合、中性子が多いと電子を放出して安定した原子核に変わります。逆に陽子が多いと原子に束縛されている電子を捕まえるか、電子の反物質である陽電子を放出します。ベータ線はアルファ線ほど電離能力はなく、空気中を1m程飛ぶか、アルミ板で防げます。
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ガンマ（γ）線 |
α線やβ線を放出し崩壊した不安定な状態にある原子核が、さらに安定した状態に移ろうとする際に放出される光子のことを指します。ガンマ線の電離能力の大きさはエネルギーに強く依存しますが、ほとんどのガンマ線は電離能力が弱いため遮蔽は困難となっています。遮蔽には原子番号の大きい物質である”鉛”などを使うしかありません。またガンマ線自身のエネルギーは非常に高く、大量に浴びると遺伝子を傷つけられる危険性があります。
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この他の放射線としてX線・中性子線・宇宙線・陽子線・電子線がありますが、前者の2種はガンマ線並かそれ以上に人体に危険な性質を持っています。
また、ウランやプルトニウムを使った核爆弾が爆発すると、危険な放射線を発すると同時に猛毒性の放射性物質ストロンチウム90やセシウム137をばら撒きます。ストロンチウム90の半減期は29年・セシウムの半減期は30年もあり、核実験や原子力発電所事故時など核分裂爆発の起きた地域一帯は、60年以上もの間人間の立ち入れない場所となってしまいます。一方の金原子核は空気中に放出されると同時に、次々と水素原子を取り込む性質を持っており、重13金という安定元素になるとエネルギーを消失してしまいます。重13金とは54パーセントの金原子を含有する物質で、残りの46パーセントは重水素原子となっています。重13金になった金原子核は有毒な放射能物質を残さないため、理論上は生物や環境に一切の影響を及ぼさないと言われています。
21世紀初頭O.C.U.日本の発電量の約20%をまかなう原子力発電。原子力発電は原子炉内でウランが核分裂するときに発生する熱で高温・高圧の蒸気を作り、大型タービンを回して発電する仕組みとなっています。O.C.U.日本では核燃料の冷却水に水を使う軽水炉を使っていまして、軽水炉には沸騰水型と加圧水型があります。
ウランは天然にある物質で、中性子が当たると簡単に核分裂を起こします。天然ウランにはウラン235とウラン238が混合されていますが、核分裂を起こしやすいウラン235は1%も含まれていません。そこでこれを濃縮して3%程度にしたものを燃料として使っているのです。ウラン235に中性子が当たると分裂しますが、分裂した原子核（クリプトンなど）は大きな運動エネルギーを持っており、これが原子炉の中で熱に変わって水を沸騰させ蒸気となります。一方、核分裂によって新しく放出された2〜3個の中性子は別のウラン235の原子核に当たり核分裂を起こします。このように核分裂で放出された中性子のうち1個が次のウラン235の原子核に当たって核分裂を起こし、増えもせず減りもせず核分裂が持続する状態を”臨界”と言います。臨界状態になって始めて原子力発電所は稼動を開始するのです。
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原子炉内の制御棒で中性子の数を調整すれば、臨界状態を保てて一定の電力出力を維持できるのです。核分裂をさせ続けると核爆発と同じことになってしまうので、制御棒のコントロールは非常に重要です。 |
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