地質ニュｰス554号.17-29頁､2000年10月

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1 地 質 ニュース554 号 頁 2000 年 10 月 䍨 楳 桩 瑳 畎 敷 獮 漮 㔵 㐬 瀮 ㄷⴲ 㤬 佣 瑯 扥 爬 ラジウムの 地 球 化 学 一 ラジウムと 放 射 線 測 定 器 の1 世 紀 一 金 井 豊 1) 篶 はじめに 二 1996 年 俸 放 射 能 発 見 100 周 年 で 翌 々 年 1998 年 はラジウムの 発 見 から 丁 度 100 年 であった.1899 千 には 原 子 核 構 造 で 有 名 なラザフォニドが 放 射 線 にα 線 β 線 というように 性 質 の 異 なるものがある ことを 見 いだし,1902 年 にはキュリー 夫 人 が 純 粋 な ラジウムを 分 離, 続 く1903 年 にはトムソンによって ラドンが 発 見 されているので ここ 数 年 は 放 射 能 関 係 あ 出 来 事 から 丁 度 1 世 紀 を 迎 えたことになる. 放 射 能 発 見 の 経 緯 ならびにその 話 題 については, 前 報 ( 金 升,1996)で 紹 介 した.ラジウムは 既 によく 矢 られているようにキュリー 夫 妻 (マリー キュリー, ピエール キュリー)によって 見 いだされ,その 後 医 療 分 野 で 爆 発 的 な 利 用 がなされると 同 時 に 放 射 釦 に 関 する 知 識 や 理 解 を 深 める 基 点 ともなった. 亭 う1998 年 を 過 ぎてしまったが 今 回 はこのラジウ 争 の 話 題 について 述 べたいと 思 う. ラジウム ra(1ium というのは,ラテン 語 のradius ( 光 線 )から,もし<は 英 仏 語 のradiation( 放 射 線 ) から 命 名 されたという.ラジウムが 放 射 性 であるこ とは 言 うまでもなく,いや, 放 射 性 であるからこそラ ジウムが 見 いだされたともいえるのではないだろう ふ. 放 射 線 は 五 感 で 感 じ 取 ることができないため, 放 射 線 とその 検 出 器 とは 切 っても 切 り 離 せない 関 係 にある. 特 に,キュリー 夫 妻 がラジウムを 発 見 す るに 当 たっては 夫 ピエール キュリーが 発 明 した 測 定 機 器 がなければ 鳥 し 得 ない 業 績 であったこと を 考 えると その 重 要 性 は 言 うまでも 無 い. さて, 語 は 少 し 変 わるが 地 質 調 査 所 は 試 験 研 究 に 使 用 される 様 々な 研 究 機 器 を 有 しており 2001 年 からの 独 立 行 政 法 人 化 に 向 けてスペースや 機 器 の 整 理 作 業 を 進 めている.そうした 中 で 今 で は 古 典 的 ともいえる 真 空 管 式 のカウンターの 存 在 1) 地 質 調 査 所 地 殻 化 学 部 に 気 がついた. 分 析 機 器 は 時 代 と 共 に 移 り 変 わり, 古 いものはほとんど 用 をなさないのが 常 で, 新 しい 機 器 の 登 場 とともに 古 い 機 器 は 製 造 中 止 修 理 部 品 も 巻 くなり そのうちに 廃 棄 となる 運 命 にある. 地 質 学 の 情 報 はどんなに 古 くなってもそれなりの 価 値 を 有 するが 技 術 に 依 存 する 測 定 機 器 というの はつぎつぎと 新 しい 原 理 によって 発 展 していくの で, 古 い 機 器 の 有 用 性 は 次 第 に 低 下 してしまうの が 地 質 学 と 異 なるところである. 悲 しいかな.これ もそうした 運 命 にあるのだろう.しかし,この 装 置 を 眺 めていると,かつての 諸 先 輩 研 究 者 がこの 装 置 を 使 ってウラン 鉱 床 探 査 のために 日 本 全 国 から 得 た 未 知 試 料 の 放 射 能 を 測 定 していたことや, 古 き 時 代 に 行 った 実 験 風 景 等 が 思 い 起 こされ,その 果 たしてきた 役 割 の 大 きさを 思 いやることができる. 一 方, 現 在 では 分 析 機 器 のほとんどがブラック ボックスと 化 し,コンピュータと 接 続 され 自 動 化 が 進 み,スイッチを 押 すだけで, 結 果 として 何 らかの 数 字 が 打 ち 出 されるようになってきている. 分 析 の 原 理 や 機 器 の 仕 組 みを 十 分 に 理 解 しないまま 使 用 していることの 多 さに. 今 さらのように 驚 く.また 数 字 が 一 人 歩 きする 危 険 性 に 気 がf 寸 かない 恐 ろし さもある.こうしたことを 考 えると, 過 去 の 分 析 機 器 におけるその 役 割 の 重 要 性 を 思 い 知 ると 同 時 に, こうした 機 器 の 原 理 と 歴 史 を 見 直 してみることは あながち 無 駄 ではないであろう. ここでは,ラジウムについての 話 題 に 入 る 前 に, 先 ず 測 定 装 置 の 簡 単 な 原 理 と 歴 史 について 触 れて みたい.こうすることで 放 射 能 についての 概 念 が 深 まることを 期 待 したい.この 稿 を 起 こした 頃 は,ま だ1999 年 秋 のウラン 燃 料 加 工 施 設 での 事 故 の 前 で あったが, 不 幸 な 事 故 後 の 社 会 の 対 応 や 新 聞 報 道 によると, 放 射 能 放 射 線 に 対 する 関 心 は 高 いも のの, 正 しい 知 識 と 認 識 が 不 足 しているとの 報 道 キーワード:ラジウム. 放 射 線, 放 射 能, 測 定 機 器. 地 球 化 学 2000 年 10 月 号

2 一 18 一 金 井 豊 写 真 1 初 期 の 放 射 線 測 定 器.ラドンの 電 離 作 用 で 生 じたイオンによって 箔 が 放 電 し, 閉 じていく.その 放 電 速 度 ( 箔 の 閉 じる 速 度 )からラドンを 定 量 し, 当 量 のラジウムに 換 算 する.(a) 気 体 試 料 用 装 置 全 体.(b) 電 位 計 部 分. 手 前 の 顕 微 鏡 筒 を 覗 いて, 箔 の 動 きを 測 定 する.(C) 箔 の 部 分. がなされている.これも 我 々 科 学 者 の 社 会 に 対 す る 広 報 活 動 の 怠 慢 が 一 因 かもしれない. 正 しい 知 識 と 認 識 を 持 っていただく 手 助 けとなれば 幸 いと 考 えている. 2. 初 期 の 放 射 線 測 定 器 まず,ここで 言 っておかなければならないことが ある.それは 昨 年 のウラン 燃 料 加 工 施 設 での 事 故 後 の 社 会 の 対 応 や 新 聞 報 道 によると, 放 射 能 と 放 射 線 との 区 別 が 理 解 されていないと 指 摘 され ていたことである. 知 っている 人 には 当 然 なのだ が,とりあえず 以 下 のように 解 説 しておく. 放 射 能 一 ある 不 安 定 な 物 質 ( 元 素 )がみずから 放 射 線 を 放 出 して 他 の 物 質 ( 元 素 )に 変 化 する 性 質 能 力 をいう. 派 生 してその 能 力 を 有 する 物 質 ( 元 素 )を 指 す 場 合 もあるが, 正 確 には 放 射 性 物 質 ( 元 素 )という. 放 射 線 一 放 射 性 物 質 から 放 出 されるエネルギ ーを 持 った 電 磁 波 や 高 速 の 粒 子 の 流 れをいう. 広 義 には 放 射 性 物 質 の 核 変 換 に 伴 わない 電 磁 波 や 高 速 の 粒 子 の 流 れを 含 むこともある. 測 定 に 関 しては, 実 際 は 放 射 性 物 質 ( 放 射 能 )の 発 している 放 射 線 を 計 測 することであり, 放 射 線 を 検 出 することで 放 射 能 の 有 無 を 知 るというこ とになる.この 場 合 は 放 射 線 測 定 でも 放 射 能 測 定 でもどちらでも 良 いような 気 がするが, 言 葉 の 意 味 としては 上 述 のように 異 なることに 注 意 して 欲 し い. さて, 測 定 器 の 話 に 戻 ろう. 現 在 の 放 射 線 測 定 機 器 には, 放 射 線 の 作 用 を 電 気 信 号 に 変 換 して 処 理 するものが 多 い.しかし, 初 期 の 頃 には 電 気 信 号 ではなくもっと 直 接 的 現 象 的 なものであった.す なわち,その 原 理 は 箔 検 電 器 であり, 放 射 線 の 電 離 作 用 で 生 じた 電 荷 を 箔 の 開 き 具 合 で 定 量 するも のであった.これに 類 するものは,ローリッツェン 検 電 器,シュミット 型 泉 効 計,エングラー ジーベキ ング 泉 効 計,IM 泉 効 計 等 があろう. 地 質 調 査 所 で 見 つかった 測 定 器 並 びに 解 説 書 を 写 真 1 第 1 図 に 示 す. 残 された 記 録 によると, 昭 和 30 年 3 月 以 前 に 購 入 したものなので, 今 から 半 世 紀 弱 も 昔 のこ とである. 使 用 説 明 書 には, 箔 は 外 気 の 動 き, 呼 気 によっても 破 損 するので, 箔 を 調 べるときには 部 屋 を 閉 じマスクをするようにとの 指 示 が 記 載 されて いる.たいそう 微 妙 な 装 置 であったのだろう. 古 くからある 装 置 で 今 も 現 役 として 使 われている のが,GM 管 (ガイガー ミュラー 管 )であろう. 写 真 2(a)は,20 年 位 前 まで 当 所 で 使 用 されていたもの 地 質 ニュース554 号

3 ラジウムの 地 球 化 学 一 ラジウムと 放 射 線 測 定 器 の1 世 紀 一 一 19 一 岬 糠 黙 昼 ざ 二 組 岬 1ぺ 四 碑 1 ' 一. 1. 斗 1... 伮 伀 ポ 二 体 第 1 図 初 期 の 装 置 の 取 扱 説 明 書. 一 部 は 昔 懐 かしいガ リ 版 刷 りである. である.その 時 の 計 数 器 が 写 真 2 (b)である.これは 真 空 管 式 の 計 数 計 を 使 ったもので, 信 号 が 入 るたびに 真 空 管 の 中 の 点 灯 部 が 時 計 のようにクルクルと 回 転 す る.この 装 置 では クルクルと 回 転 する 点 灯 部 を 見 ているだけで も 楽 しいものだ.しかし,このよ うな 計 数 器 は 今 ではほとんど 使 われていないのではないだろう か. 現 在 では,ADコンバータを 介 して 直 接 数 字 を 表 示 する 装 置 が 市 販 されている( 写 真 3). 一 般 的 な 放 射 線 検 出 器 につい て,まとめて 第 1 表 に 示 した. 放 射 線 の 作 用 に 基 づいて 幾 つかに 分 類 したが, 複 合 的 な 作 用 によ 写 真 2(a)GM 計 数 管. 試 料 棚 の 位 置 が 調 節 できる. (b) 真 空 管 式 の 計 数 器. 真 空 管 の 中 の 点 灯 部 が 時 計 のようにクルクルと 回 転 する. 第 1 表 放 射 線 の 主 な 測 定 装 置. 作 用 原 理 検 出 装 置 一 測 定 法 備 考 電 離 作 用 電 離 籍 比 例 計 数 管 GM 管 半 導 体 検 出 器 気 体 としては 空 気 気 体 としてはPRガス BF3( 中 性 子 用 ) 端 窓 型 やガスフロー 型 気 体 としてはQガスなど Ge,Si,Ge(Li) CdTeなど 霧 箱 泡 箱 ESR 線 量 計 熱 ルミネッセンス フリッケ 線 鐙 計 セリウム 線 量 計 イオン 核 を 中 心 に 蒸 気 が 凝 結 液 相 内 に 生 じる 気 泡 で 検 出 格 子 欠 陥 のフリーラジカル 不 対 電 手 固 体 シンチレータ(Nal(Tl ZnS(Aδ プラスチックシンチレータなど) 液 体 シンチレータ(POPOP,PP0/トルエンなど) LiF,Ca 戸 2など 硫 酸 第 一 鉄 の 酸 化 反 応 硫 酸 第 二 セリウムの 還 元 反 応 2000 年 10 月 号

4 一 20 一 金 井 豊 写 真 3 (a)シンチレーションサーベイメータの 一 例.(b)デジタル 表 示 されるサーベイメータの 一 列.(a)よりも 小 型 軽 量. るものや 分 類 しがたいものもあるので,それほど 厳 密 な 分 類 ではない. 3,ラジウム 発 見 百 周 年 のお 祝 いとその 意 義 ラジウムがキュリー 夫 妻 によって 発 見 されてちょ うど1 世 紀 が 経 ったことを 記 念 して, 各 地 で 様 々な 催 し 物 が 開 催 された. 祖 国 ポーランドやフランスは もちろんのこと( 菊 池,1997), 日 本 でも 多 くの 組 織 機 関 で 記 念 行 事 が 行 われた. 例 えば, 癌 研 究 写 真 4 キュリー 夫 妻 ラジ ウム 発 見 100 周 年 を 記 念 するポスタ ーや 映 画 ビデオ. 所 が 中 心 となって キュリー 夫 妻 ラジウム 発 見 100 周 年 記 念 として 写 真 4のようにビデオ,パンフレッ トの 作 成, 講 演 会 等, 多 くの 行 事 がなされた( 山 下, 1998).この 他 にも, 多 くの 原 子 力 関 係 機 関 でも 独 自 の 行 事 がなされていたようである. キュリー 夫 人 については, 伝 記 やその 他 の 記 事 で 皆 さんもよくご 存 じのことと 思 うので 簡 単 にふれ るにとどめる.キュリー 夫 人 は,1867 年 にワルシャ ワ(ポーランド)で 生 まれた. 数 学 物 理 の 教 師 で ある 父 と 学 校 長 をする 母 との 間 に 生 まれ,3 人 の 姉 と1 人 の 兄 に 囲 まれて 育 った. 親 から 学 問 の 血 を 引 いたのだろう, 学 問 が 好 きでフランスの 大 学 に 行 って 科 学 の 研 究 をするようになった. 当 時 は レントゲンによるエックス 線 の 発 見,ベクレルによ るウラン 放 射 能 の 発 見 と, 放 射 化 学 における 大 き な 発 見 が 目 白 押 しだった.そうした 中 で, 彼 女 が 研 究 テーマに 選 んだのが 放 射 能 の 研 究 だった.キュ リー 夫 人 はウラン トリウムやピッチブレンドの 放 射 能 に 関 する 研 究 を 進 め,1898 年 4 月 にポロニウム を, 続 いて12 月 にベモン(GustaveBemont)と 共 同 でラジウムを 見 いだした( 赤 石,1998).ラジウム を 分 離 するために8トンものピッチブレンドを 化 学 処 理 して,0.1gというほんのわずかな 量 のラジウム を 得 た 話 は 有 名 な 話 となっている.その 実 験 室 は 今 でも 記 念 館 として 残 っており( 写 真 5~9を 参 照 ), 当 時 の 実 験 の 様 子 がうかがわれる. ラジウムは, 一 つの 放 射 性 元 素 というだけならば その 発 見 は 単 にウランなどと 同 じ 新 元 素 発 見 とい う 出 来 事 に 過 ぎなかったであろうが, 比 放 射 能 の 大 きい(グラムあたりの 放 射 能 が 大 きい)ラジウムは 地 質 ニュース554 号

5 ラジウムの地球化学 一ラジウムと放射繍則定器の1世紀一 一21一 写真5放射能強度を測定するマリｰ キュリｰとピエｰ ル キュリｰの写った絵はがき.菊池文誠氏(東 海大学)の提供による. 大きな応用の可能性を持っていたため,その発見 は偉大なものとなった..特に医療面において有用 で,ガン患者に大きな恩恵をもたらした.ラジウム 治療学という分野を作り 核医学 保健物理学の 基礎となった.ラジウムの生物学的効果は初期の 段階でピエｰル キュリｰが腕に色素沈着が起こる ことを確認していた.また,ひどいやけど状態とな ることもあったが,フィルタｰをつけることで実用的 使用が可能となった.ラジウム線源はX線装置のよ うな巨大装置が不要なため.超小型治療用具とし てガン治療に応用された.線源を固定して皮膚ガ ン 乳ガンに ラジウム管と呼ばれる白金の密封容 器で子宮ガンに,針状のラジウム針で舌ガンの治 療に使用された.ラジウムは治療用の他 夜光塗 料の成分,構造検査装置などにも使用されてきた. 写真6 ラジウム研究所はソルボンヌ大学(パリ大学)の 一角に建てられた.物理化学部門と生物部 門があり,前者をキュリｰ実験所といい,マリｰ キュリｰが初代所長を勤めた. UNIVERSITE DEPARIS LABORATOIREDECHIMIE PHYSIQUE と人口にあり そうした沿革が偲ば れる.現在はキュリｰ研究所と名前が変わり,博 物館として公開されているという.写真撮影:菊 池文誠氏(東海大学). しかし 放射線障害についてその実体が明らかに なると同時に,種々の人工放射性核種が利用でき るようになると,一時は高騰したラジウムの価値も 下がり,現在では医療用途にはイリジウムｰ192や コバルトｰ60など他の放射性物質が使われ 却っ てラジウムは厄介者扱いされてしまった.キュリｰ j1典;7 ラジウム猪兇に供用されたピエｰル発明の電位 写真撮影:菊池文誠氏(東海大学). 写真8 キュリｰ博物館の中庭にあるピエｰル,マリｰ夫 妻の胸像.写真撮影:菊池文誠氏(東海大学). 2000年10月号

6 一 22 一 金 井 豊 第 2 表 ラジウムの 測 定 法 の 概 要. 抵 要 測 定 さ 泌 放 射 1 鍛 肚 測 量 圭 蝿 底 劫 五 点 1)エマネーション 法 娘 核 種 ラドン 気 体 以 下 を 計 測 * 分 離 が 容 易 ホ3 時 間 以 上 経 過 してから 測 定 α 線 比 例 計 数 管 * 計 数 効 率 が 高 いホ 壊 変 生 成 物 による 汚 染 により 電 離 箱 バックグラウンドが 高 くなる 固 体 シンチレーションセル 精 密 ラドン 計 娘 核 種 ラドン 以 下 を 液 体 シンチレータ 中 で 計 測 # 計 数 効 率 はほぼ100%*3 時 聞 以 上 経 過 してから 測 定 α 線 β 線 液 体 シンチレーションカウンター*クエンチニノグ 効 果 あり 涼 バックグラウンドが 高 い 試 料 をマウントして 測 定. α 線.シンチレーションカウンター* 操 作 が 簡 便 * 自 己 吸 収 に 注 意 ガスフロー 型 比 例 計 数 管 α 線 をエネルざ 一 分 別 して 核 種 の 分 離 同 定 * 核 種 分 離 が 容 易 * 線 源 作 成 が 煩 雑 α 線 Si 半 導 体 検 出 器 γ 線 をエネルギー 分 別 して 核 種 の 分 離 同 定 * 試 料 調 整 が 容 易 * 検 出 感 度 が 低 い γ 線 Ge 半 導 体 検 出 器 辛 核 種 分 離 が 容 易 *3 週 間 程 度 放 置 してから 測 定 夫 人 が 聞 いたらきっと 悲 しむに 違 いないが, 彼 女 は 大 局 的 な 見 方 のできるヒューマニズムに 富 んだ 人 間 であったから,ラジウムの 盛 衰 よりは 人 類 の 幸 福 と 科 学 の 進 展 を 喜 んでいるかも 知 れない. このように 現 在 ではその 魅 力 がかすんで 見 える ラジウムではあるが,これまで 人 類 と 科 学 分 野 に 果 たしてきた 役 割 は, 決 して 無 視 できるものではない. こうした 状 況 は,はじめに 書 いたような 過 去 の 測 定 機 器 の 盛 衰 するイメージと 重 なっていて, 何 か 不 思 議 な 感 慨 に 耽 ってしまうのは 私 だけであろうか. 写 真 9 ラジウム 抽 出 の 場 所 を 示 す 小 さな 記 念 碑. 雨 漏 りのする 薄 暗 い 施 設 でラジウム 抽 出 が 根 気 よく 続 けられた. 写 真 撮 影 1 菊 池 文 誠 氏 ( 東 海 大 学 ). 4 ラジウムの 仲 間 たち 天 然 のラジウムには4つの 同 位 体 が 存 在 してい る.それらはウラン 系 列 に 属 するラジウムー226( 半 減 期 :1600 年 ),トリウム 系 列 に 属 するラジウムー 228(MsTh1; 半 減 期 :5.75 年 ) ラジウムー224 (ThX; 半 減 期 :3.66 日 ),そしてアクチニウム 系 列 に 属 するラジウムー223(AcX; 半 減 期 :11,435 日 ) である. 消 滅 しているネプツニウム 系 列 では 半 減 期 14.8 日 のラジウムー225がある. 人 工 の 放 射 性 核 種 では,ラジウムー219, 一 221, 一 225, 一 227, 一 229, 一 230 等 がある.しかし, 一 般 に 私 たちが ラジウム といっているのは, 主 として 半 減 期 の 一 番 長 いラジ ウムー226である. ウラン 系 列 のラジウムー226は, 壊 変 してラドンー 222に,そして 次 から 次 へと 壊 変 して 系 列 を 作 って いる.これら 系 列 中 の 娘 核 種 はそれぞれ 異 なる 元 素 であるが, 俗 称 としてラジウムA,B,C と 呼 ば れることがある.これもラジウムが 最 初 に 発 見 され て 重 要 であり, 基 準 となった 証 拠 でもあろう.なお, それぞれの 俗 称 の 核 種 は, 実 際 には 以 下 の 核 種 で ある. ラジウムA(RaA):Po-218(ポロニウムー218) ラジウムB(RaB):Pb-214( 鉛 一 14) ラジウムC(RaC)1Bi-214(ビスマスー214) ラジウムC'(RaC')lPo-214(ポロニウムー214) 地 質 ニュース554 号

7 ラジウムの 地 球 化 学 一 ラジウみと 放 射 線 測 定 器 の1 世 紀 一 一 23 一 ラジウムC"(RaC'') ラジウムD(RaD) ラジウムE(RaE) ラジウムE''(RaE") ラジウム1=(RaF) ラジウムG(RaG) Tl-210(タリウムー2てO) Pb-210( 鉛 一 210) Bi-2,4(ビスマスー214) T1-206(タリウムー206) Po-210(ポロニウムー2てO) Pb-206( 鉛 一 206) 5.ラジウムの 分 析 法 ラジウムは 周 期 律 表 第 2 族 のアルカリ 土 類 金 属 に 属 し, 電 子 配 置 は6s26p67s2である. 溶 液 中 では 十 2 の 酸 化 状 態 をとっている.ラジウムの 化 合 物 には 難 溶 性 の 水 酸 化 物, 硫 酸 ラジウム,クロム 酸 ラジウム, 炭 酸 ラジウム,ヨウ 素 酸 ラジウム 等 が 知 られている. Mg,Ca,Sr,Baと 同 じ 仲 間 であるので, 化 学 的 な 性 質 もそれらに 類 似 しており, 半 減 期 の 長 いRa 一 策 3 表 環 境 中 におけるラジウムの 存 在 量. 各 種 試 料 ラジウムー226の 含 有 量 文 献 226はCaと 同 様 に 体 内 に 蓄 積 する 傾 向 がある. 分 析 化 学 においては, 微 量 に 存 在 するラジウムは 同 族 のCa,BaやPbを 担 体 として 添 加 し, 共 沈 分 離 濃 縮 などが 行 われる.ラジウム 原 子 そのものの 数 や 重 さは 天 然 の 物 質 中 では 非 常 にわずかなた め, 分 析 は 原 子 数 よりも 放 射 能 に 基 づいて 検 出 さ れることが 多 い. 具 体 的 には,Raもしくはその 娘 核 種 から 発 せら れるα 線,β 線 γ 線 等 の 放 射 線 を 計 測 するのだ が, 主 としてα 線 計 測 が 多 い.その 測 定 法 の 概 要 を 第 2 表 に 示 した.エネルギー 分 別 しない 測 定 法 の 場 合 には, 前 処 理 として 化 学 分 離 濃 縮 等 の 操 作 を 要 することもあるため, 多 少 煩 雑 となる( 詳 細 は, 樋 口 (1981)を 参 照 ). 地 球 化 学 的 な 挙 動 を 研 究 する 場 合 には, 同 位 体 比 を 検 討 することがある.その 場 合 の 分 析 法 の 一 つに,(1) 同 位 体 の 娘 核 種 を 分 離 して,そ れぞれを 定 量 する 方 法 がある. 例 えば, Petrowらはジチゾンークロロホルムで 明 石 中 石 質 鉄 酸 性 中 性 塩 基 性 砂 岩 頁 岩 石 灰 岩 0.10~ '12gRa/g 無 機 化 学 全 書 (1953 O.02~O gRa/ε 無 機 化 学 全 書 ( ±O.て7 10'12gRa/ 厘 無 機 化 学 金 醤 (1953) O.51±O 宮 Ra/g 無 機 化 学 全 書 (1953) O.38±O gRa/g 無 機 化 学 全 書 (1953) 伬 㜱 휱 ㄲ 杒 愯 杅 楳 敮 扵 摡 湤 䝥 獥 汬 㤹 㜩 '12gRa/gEi36nbudandGesell(199η 伮 㐲 휱 ㄲ 杒 愯 杅 楳 敮 扵 摡 湤 䝥 獥 汬 㤹 㜩 飲 用 水 (アメリカ) 酸 性 岩 変 成 岩 砂 岩 アルコース 石 英 質 石 灰 岩 䵩 㙳 楳 獩 灐 椀 䡵 摳 潮 却 氭 慷 牥 湯 攀 䝡 湧 收 䝯 摡 癥 物 䭲 楳 桮 愀 卡 扡 牡 瑩 日 本 (10 Mexico 湾 1 二 流 入 する 河 大 西 洋 表 層 大 西 洋 地 中 海 表 層 水 深 く370m 水 深 3000m O.4 X1O.12gRa/1 㠰 휱 〧 ㄲ 杒 愯 氀 伮 ヘ ソ 堬 伧 ㄲ 杒 愯 ヘクタール휱 ㄲ 杒 愯 '12g 同 a/l 伮 㔵 ㅏⴱᄋ 剡 ㄲ휱 〧 ㄲ 杒 愯 氀 伮 〳넰〳휱だㄲ 杒 0,004~O.03 10'12gRa/1 估 ク ᄋ 剡 〹 ㆱ 伮 〱PH ᄋ 剡 伬 〲ns 伮 估 PH ᄋ 剡 O.023±O.O 島 Ra/l 伭 〴ㆱ 伮 估 㛗 ᄋ 剡 O.037~O gRa/l O 013~O '12gRa/l 伮 〹 〳 〸 휱 〧 ㄲ 杒 愯 氀 伮 〳휱 〧 ㄲ 杒 愯 氀 伮 〸 휱 ㄲ 杒 愯 氀 O.03~O, gRa/1 ㄷ휱 〧 ㄲ 杒 愯 氀 EisenbudandG6sell( 997) 1 i3enbudandges611(199η 䕩 㕥 湢 畤 慮 摇 敳 敬 氨 ㄹ 㤷 EisenbudaI1dGesell(199η Ei ヨenbudandGese11(199η EisenbudandGe3ell(1997 Ei5enbudandGesell( isgnbud 目 ndgesell( 997 1vanovioI1andHarmon(1982 vanovich2ndト1armor (1982) 汶 慮 潶 楣 桡 湤 䡡 牭 潮 㤸 ㈩ 汶 慮 潶 楣 桡 湤 䡡 牭 潲 䤨 ㄹ 㠲 汶 慮 潶 楣 桡 湤 䡡 牭 潮 㤸 ㈩ 1vanovic11andHarmon(1982 汶 慮 潶 楣 ㄱ 慮 摈 慲 浯 渨 ㄹ 㠲 lvanovic11andharmon(1982 lva 10vic11andHarmon(1982) lvanovichandharmon( 982) 三 宅 ばか(19テ5' 三 言. 実 力 (1975 䕩 獥 湢 畤 慮 摇 敳 攱 ㄨㄹ 㤷 三 宅 ほか(1975) 䭯 楤 敡 湤 䉲 畬 慮 搨 ㄹ 㜵 䭯 楤 敡 湤 䉲 畬 慮 搨 ㄹ 㜵 211Pb( 親 核 種 は223Ra, 以 下 同 様 ),212Pb (224Ra)を 抽 出 分 離 し 228Ac(228Ra)をジエ チルヘキシルリン 酸 一 ヘプタンで 抽 出 して いる(PetrowandA11en,1961;Petrowe 亡 a 五,1964). 一 方,(2) 全 α 線 計 測 によっ てα 放 射 能 の 成 長 減 衰 の 様 子 を 時 間 を 追 って 追 跡 し,それぞれの 半 減 期 で 解 析 する 方 法 もある.また, 娘 核 種 である214Bi (226Ra),228Ac(228 尺 a),208t1(224ra)のγ 線 を 測 定 する(3)ガンマ 線 スペクトロメト リーも 行 われている(Megumiand Mamuro,1974;Elsingeref 五,1982). McCurdyandMellor(1981)は, 同 時 計 測 回 路 を 用 い,α 一 γで224raと226raを, β 一 γで228ac(228ra)をコインシデンススペ クトロメトリーで 定 量 している. 更 にこれ らの 手 法 を 組 み 合 わせて,226Raはα 計 測 で,228Raは228Ra-228Acのβ 線 計 測 で 定 量 する 方 法 (KoideandBru1and,1975)や 228Thを 初 めに 除 いて 一 年 後 に 歳 長 した 228Th(228Ra)をα 線 測 定 する 方 法 (Moore,1969)など, 様 々な 方 法 が 応 用 されている 年 10 月 号

8 一 24 一 金 井 豊 第 4 裏 ニューヨークにおける 食 品 中 のラジ ウムー226 含 有 量 (1978 年 ). 第 5 表 ラジウム 含 有 量 の 高 い 温 泉 の 例 ( 岩 崎 (1968)による). 食 温 泉 鉱 泉 名 新 鮮 野 薬 野 薬 の 缶 詰 根 菜 類 ジャガイモ 乾 燥 豆 新 鮮 果 物 果 物 の 缶 詰 果 物 ジュース パン 製 品 小 麦 粉 マカロニ お 米 肉 卵 新 鮮 な 魚 㔵 ㄵ 㘮 㔀 㔶 㐶 㘮 㘀 㠱 㠸 㘹 㜮 アハ ート 㠵 ヒ コ 㐹 휱 〧 ㄲ 杒 愯 歧 伮 㔹 휱〱ㄲ 㥒 愯 歧 㐱 휱 〧 ㄲ 杒 愯 歧 伬 ㄸ휱 ㄲ 杒 愯 歧 㔱 휱 〧 ㄲ 杒 愯 歧 휱 〧 ㄲ 杒 愯 歧 O.18 10'12gRa/ {g 伬 㜳 휱 ㄲ 杒 愯 歧 ㄹ휱 ㄲ 杒 愯 歧.2.38X10.12gR /kg 㠶 휱〱ㄲ 㥒 愯 歧 伮 휱 〧 ㄲ 杒 愯 歧 伮 〵휱 ㄲ 杒 愯 歧 ヒ コ휱だㄲ 杒 愯 歧 伮 㠱 휱 〧 ㄲ 杒 愯 歧 所 在 地 ラジウム 濃 度 x1o'12gra/l NoWjGroznyj 油 田 湧 出 水 Grosny 油 田 湧 出 水 Uchta 減 匡 1 湧 出 水 Volk6nroda 湧 出 水 Gebra-Lohra 湧 出 水 heidelbergラジウム 塩 鉱 泉 Rossleben 湧 出 水 金 華 弁 塩 水 ( 四 川 省 栗 山 県 ) Kreuznaoh 鉱 泉 白 村 井 ( 四 川 省 富 順 県 ) 永 済 井 ( 四 川 省 劇 11 頁 県 ) 盛 海 井 ( 四 川 省 富 順 県 ) Starob61sk 鉱 泉 Saratoga 鉱 泉 源 蒸 井 ( 四 川 省 富 1 順 県 ) Sollstedt 湧 出 水 有 馬 新 温 泉 ( 兵 庫 県 ) * 注 :X1O'12gRa/kg=pCi/kg=0.0378q/kg EisenbudandGesell(1997)による. 6, 環 境 中 のラジウム 自 然 環 境 中 には 前 述 したように4つのラジウ ム 同 位 体 が 存 在 している.しかし, 実 質 的 に 私 たちが 扱 える 核 種 は, 主 としてウラン 系 列 に 属 する 半 減 期 の 長 いラジウムー226( 半 減 期 :1600 年 )であり, 時 としてトリウム 系 列 に 属 するラジ ウムー228(MsTh1; 半 減 期 :5.75 年 )を 扱 うことが あるに 過 ぎない. 自 然 界 におけるラジウムの 存 在 量 は, 第 3 表 にあ るように 岩 石 中 で 平 均 数 ppt 程 度 (10-12gRa/gのオ ン 連 ソ 連 ソ 連 ドイツ ドイツ ドイツ ドイツ 中 国 ドイツ 中 国 中 国 中 国 ソ 連 アメリカ 中 国 ドイツ 日 本 有 馬 カタ 越 鉱 泉 ( 兵 庫 県 ) 以 下 国 内 の11 嗅 位 玉 造 温 泉 松 之 湯 有 馬 本 温 泉 増 富 和 田 松 場 鉱 泉 増 富 目 受 水 池 田 鉱 泉 第 3 号 泉 増 湯 沢 鉱 泉 第 1 号 県 有 馬 花 の 坊 の 湯 増 富 津 金 楼 第 1 号 県 有 馬 百 問 樋 鉱 泉 池 田 鉱 泉 第 8 号 泉 池 田 鉱 泉 第 2 号 泉 池 田 鉱 泉 第 1 号 泉 湯 泡 温 泉 第 2 号 泉 兵 庫 県 兵 庫 県 山 梨 県 山 梨 県 島 根 県 山 梨 県 兵 庫 県 山 梨 県 兵 庫 県 島 根 県 島 根 県 島 根 県 島 根 県 ~ ㄸヒ コ 㜴 㔵 ㄷ 㤰 ㄴヒ コ ㄲ 㘰 㤳 㜲 㘀 㘸 㠀 㘷 アハ ート 㘱 㔱 㘀 㐸 アハ ート 㐵 ヘ ニヒ ㄱ 㤷 㤴 㠴 㜶 㜳 㜲 㘹 㘵 㘲 㔹 㔸 㔵 㐹 放 射 能 比 が ' 一 一 1 1 〇 十 〇 イ ' 鱈 二 8 1O 一 10F'1i 寸. 一 \上c 'N: 1'O.1 一 下 〇 二 一! d0ギ 竃 一 感 ノ 8!' パ'1 一 ' 圭 ' 一 い10 一 一 100-U 二 238γmBq-r1.ワットト ル ㅏ 第 2 図 増 富 温 泉 におけるウランとラジウムの 関 係.ラジ ウムの 方 がウランよりも 数 十 倍 から 数 千 倍 も 多 く 溶 存 している. 岩 崎 (1968)による 一 ダー)である. 河 川 水 地 下 水 では 環 境 によって かなり 異 なっているが,おおよそ 岩 石 中 存 在 量 の 更 に1/1,000のオーダー(10 12gRa/l)で, 海 洋 では 更 にそれよりも1-2 桁 低 い 値 である. 海 水 中 では ウランは 可 溶 性 の 炭 酸 錯 イオンを 形 成 して 安 定 で あるが, 系 列 の 途 中 でラジウムの 親 であるTh-230 は 不 溶 性 であるため 海 水 から 除 去 されて 堆 積 物 に 移 行 してしまうので, 溶 存 ラジウムは 少 ない.しか し, 水 深 が 深 いほど 濃 度 の 高 くなる 傾 向 が 見 られ, 海 洋 底 堆 積 物 中 のTh-230に 起 因 すると 考 えられ ている. 食 品 での 存 在 量 を, 報 告 例 のあるニューヨークの 例 で 第 4 表 に 示 した. 食 品 では,ブラジル 産 のナッ ツがバリウムを 濃 縮 するのと 同 様 にラジウムを273 ~7,100 10'12gRa/kgも 濃 縮 しているという.し かし,これは 体 内 にはほとんどとどまらないという (EisenbudandGese ). 体 内 においてはラ ジウムが31pCi 程 存 在 しているが,そのうち27pCi は 骨 格 に 存 在 している. 平 均 して 一 日 当 たり 2.3pCiが 取 り 込 まれているといわれている. ラジウム(226Ra)はウランの 系 列 に 属 しているが, 地 質 ニュース554 号

9 ラジウムの 地 球 化 学 一 ラジウムと 放 射 線 測 定 器 の1 世 紀 一 一 25 一 地 球 上 での 挙 動 はウランと 同 一 の 挙 動 をするとは 限 らない. 例 えば, 水 中 のウラン 濃 度 とラジウム 濃 度 をプロットしても, 系 統 的 な 関 係 は 見 いだしがた い. 例 として 増 富 温 泉 における 環 境 水 中 の 関 係 を 第 2 図 に 示 したが,ラジウム 濃 度 に 比 しウラン 濃 度 はかなり 少 なく, 放 射 能 比 にして 数 十 倍 から 数 千 倍 ラジウムが 高 濃 度 で 存 在 している.このように, 特 に 温 泉 水 中 ではウランがほとんどなくてもラジウ ムが 多 量 にとけ 込 んでいることがある.いわゆる ラジウム 温 泉 といわれているものである. 世 界 におけるラジウム 含 有 量 の 高 い 温 泉 を. 第 5 表 に 示 した.ラジウム 温 泉 では 温 泉 水 を 飲 用 に 用 いる 人 もいるが,これは20 世 紀 初 期 のラジウム ラドン 発 見 の 頃 に ラドン ドリンキング というのがヨーロ ッパで 流 行 したのに 起 因 しているのかも 知 れない. 当 時 は,ラジウム 水 をアンプルに 入 れたものが 市 販 されていたというが,ラジウム 摂 取 による 放 射 線 障 害 が 明 確 になってからはそうしたことは 行 われなく なっている. 日 本 においても 温 泉 中 のラジウムについての 研 究 は 盛 んに 行 われ 測 定 器 に 泉 効 計 という 名 の 付 くように 温 泉 での 測 定 が 主 であったのだろう, 多 くの 測 定 値 が 報 告 されている.( 例 えば,Nakai, 1940).また,それに 関 連 する 放 射 能 泉 の 生 成 機 構 についての 検 討 も, 岩 崎 ( )によってま とめられている.それらによると, 温 泉 中 のラジウ ム ラドン 濃 度 は 時 間 とともに 変 動 し, 変 動 バター ンも 時 と 場 所 により 異 なっているという. ラジウム 温 泉 と 同 様 な 意 味 で ラドン 温 泉 と いうのがある.これらは 正 式 には 温 泉 法 で 以 前 呼 ばれていた 放 射 能 泉 に 該 当 している.また, ト ロン 温 泉 と 宣 伝 する 浴 場 もあるようであるが,こ れはトリウム 系 列 のラドン 同 位 体 のトロン(220Rn)を 含 むものであろう. 温 泉 法 ではラジウムを mgra/kg 以 上 ( 約 gRa/1 以 上 ) もしくは ラドンを20 10 loci/kg 含 有 する 場 合 に 鉱 泉 と 見 なされ,ラドンを Ci/kg( 約 111Bq/l) 以 上 含 有 する 場 合 には 療 養 泉 とされる.これは 更 に 次 のように 細 分 される. 単 純 弱 放 射 能 冷 鉱 泉 一 泉 温 が25 未 満 でラドン が(30~182) 10-10Ci/kgのもの 単 純 放 射 能 冷 鉱 泉 一 泉 温 が25 未 満 でラドンが Ci/kg 以 上 のもの 第 6 表 各 都 道 府 県 における 登 録 された 放 射 能 泉 の 数. 都 道 府 県 名 温 泉 銭 湯 角 (1975) フォーラム 放 射 能 泉 全 登 録 数 放 射 能 泉 の 割 合 (%) 北 海 道 秋 田 県 岩 手 県 山 形 県 福 島 県 茨 城 県 埼 玉 県 山 梨 県 新 潟 県 長 野 県 岐 阜 県 愛 知 県 三 童 県 京 都 府 大 阪 府 滋 賀 県 兵 庫 県 奈 良 県 岡 山 県 広 島 県 烏 取 県 鳥 根 県 山 口 県 愛 媛 県 香 川 県 福 岡 県 佐 賀 県 熊 本 県 宮 崎 県 慶 児 島 県 㔀 ㄱ 㔀 㔀 ㄶ アハ ート 㠀 㘀 㘀 ㄷ 㔀 アハ ート 㘀 ㄲ ㄲ 㔀 㠀 フラン アハ ート 㔲 㤲 㤷 㔱 ㄳアハ ート 㘹 㐷 ヘ ソ ㄴ 㘳 ㄳ ヘルツ フラン ㄴ 㔴 㔹 ヘ ソ ㄶ 㔴 㘀 ㄱ 㠀 ㄴ ㄹ 㠀 ヒ ル 㠳 ヘクタール ㄵ 㔹 㔀 ㄹ ㄹ 単 純 弱 放 射 能 温 泉 一 泉 温 が25 以 上 でラドンが (30-182) 10-IOCi/kgのもの 単 純 放 射 能 温 泉 一 泉 温 が25 以 上 でラドンが182 10'iOCi/kg 以 上 のもの また 塩 類 泉 の 場 合 には, 含 弱 放 射 能 泉, 含 放 射 能 泉 という 分 類 になるという. 日 本 における 放 射 能 泉 は,niftyの 温 泉 銭 湯 フ ォーラム(FONSEN)には 全 国 から97カ 所 登 録 され ており(2000 年 3 月 現 在 ) 県 別 には 広 島 県 と 岐 阜 県 等 が 多 い( 第 6 表 参 照 ). 放 射 能 泉 というと, 放 射 能 からの 連 想 でいろ いろな 影 響 を 気 にする 方 がいるかも 知 れないが, 放 射 能 泉 として 有 名 な 三 朝 温 泉 ( 鳥 取 )や 増 富 温 泉 ( 山 梨 )などの 周 辺 住 民 に 特 に 肺 癌 が 多 いというこ とは 報 告 されていない. 従 って,この 程 度 の 放 射 線 量 であれば 取 り 立 てて 心 配 することはなく 温 泉 と しての 効 果 を 楽 しんだほうがよい. 多 くの 温 泉 の 中 には 医 学 的 効 果 があるかどうかよく 分 からない 温 泉 もあるかも 知 れないが,ブラシーポ 効 果 といって, 実 際 に 効 栗 がない 薬 剤 や 偽 薬 を 投 与 しても 薬 効 が あると 思 って 飲 んでいると 本 当 に 効 果 が 現 れる 現 象 があるので,いろいろと 詮 索 するより,ゆったり とした 気 分 でリラックスして 温 泉 を 楽 しむのがよい だろう 年!0 月 号

10 一 26 一 金 井 豊 7.ラジウムの 地 球 化 学 環 境 中 の 存 在 量 は, 前 節 で 述 べたようにかなり ばらつきが 大 きい.ここで 特 に 触 れておきたいのは, ラジウム 同 位 体 についてとアメリカやカナダにおけ るラジウムの 報 告 である. まず,ラジウムの 同 位 体 について 触 れておきた い.ラジウムでは 比 較 的 半 減 期 の 長 い226Ra( 半 減 期 :1600 年 )と228Ra( 半 減 期 :5.75 年 )とが 重 要 で ある. 海 洋 においては 良 好 なトレーサーとして 使 用 されてきた. 両 者 とも230Th,232Thというトリウムか ら 生 じており, 化 学 的 な 挙 動 も 兄 弟 のように 似 て いると 考 麦 られる.このようなことからMooreらは 沿 岸 域 や 河 口 域 の 海 水 堆 積 物 を 調 査 し,ラジウ ム 同 位 体 は 湾 内 の 堆 積 物 からの 拡 散 によるものと, 湾 に 流 入 する 河 川 中 の 懸 濁 物 粒 子 からの 脱 着 によ るものとがあることを 明 らかにした. 幾 つかの 河 口 域 の 調 査 によると,Chesapeake 湾,Delaware 湾, 揚 子 江 域 などでは228Raには 前 者 のメカニズムが 重 要 で,226Raには 後 者 が 重 要 な 働 きをしており, Winyah 湾 では 後 者 のメカニズムが226Ra 及 び228Ra に 寄 与 しているという(Moore,1981;E1singerand Moore, ). 底 質 からのラジウムのフラッ クスについては,228Raは dpm/cm2/y, 226RaはO.3などの 値 が 報 告 されているが(E1singer 慮 摍 潯 牥 ⰱ 㤸 㐻 䱩 慮 摃 桡 測 ㄹ 㜹 㭓 慮 瑳 捨 楥 昀 a 五,1979),フラックスは 海 洋 底 の 地 域 的, 堆 積 物 の タイプ, 組 成 に 依 存 して 変 動 している(Chung, 1976) YamadaandNozaki(1986)は, 西 部 北 太 平 洋 における 海 水 中 のラジウム 同 位 体 を 調 査 して 黒 潮 中 の228Ra 濃 度 が 高 いことを 明 らかにし, 東 ア 写 真 10 台 湾 産 の 北 投 石. シアの 大 陸 棚 が 起 源 と 推 定 し, 大 陸 棚 から200km を 境 にして 拡 散 係 数 が 変 化 することを 報 告 してい る. 更 に 河 川 水 による 希 釈, 塩 分 濃 度 変 化 によっ ても 変 動 しており,Mississ1ppi 川 河 口 域 では 脱 着 による226Ra 濃 度 がHudson 川 PeeDee 川,Amazon 川 と 比 べて 同 塩 分 濃 度 で2-5 倍 高 いという (MooreandScott,1986).Pau]andPmai(ユ986) はインドにおけるモンスーン 期 と 非 モンスーン 期 で の 変 化 を 報 告 している. 溶 液 組 成 によって 同 位 体 組 成 が 変 動 する 例 で 興 味 深 い 研 究 がある. 西 オーストラリアのYi1gam BIockにある 塩 水 の 小 さな 泉 では,ラジウムの 起 源 と 推 定 される 花 開 岩 のTh/U 放 射 能 比 は1.5しかな いのに,228Ra/226Ra 放 射 能 比 が3-10 倍 もあり( 平 均 6.1),226Ra/223Ra 放 射 能 比 も 天 然 の 存 在 比 では 21.4であるのにここでは3.3しか 無 いという(Dickson,1985).これは 風 化 によりトリウムが 残 留 して 228Raが 多 量 に 溶 けたと 考 えられ, 更 に 硫 酸 根 の 存 在 によって226Raと228Raの 溶 出 が223Raや224Raに 比 べかなり 押 さえられることを 彼 は 実 験 で 示 しており, 興 味 深 い 結 果 である. 次 に, 地 下 水 の 話 題 に 移 る.カナダのManitoba 南 東 にあるカナダ 原 子 力 株 式 会 社 の 地 下 実 験 施 設 の 周 辺 地 下 水 は ウランやラジウム 濃 度 が 高 いとい う(Gascoyne,1989).ラジウム 濃 度 は 塩 分 濃 度 が 高 くてより 深 い 地 下 水 で 高 くなり,38Bq/1 (; 一 コ2gRa/l)にもなる.こうした 高 濃 度 の ラジウムは, 接 触 している 固 相 の 陽 イオン 交 換 基 が 飽 和 してラジウムの 吸 着 を 阻 害 しているためと 考 差 られている(LangmuirandMe]chior,1985;Gascoyne,1989).それとは 別 の 話 となるが, 鉄 やマン ガンの 酸 化 物 によってラジウムが 固 定 されていたも のが,バクテリアの 還 元 作 用 で 鉄 が 還 元 されると 鉄 が 可 溶 化 され,それに 伴 ってラジウムが 放 出 され る 可 能 性 が 懸 念 されている(Landaefa 五,1991). ウランなどでは 還 元 的 な 環 境 は 不 溶 化 にプラスの 作 用 となるが, 吸 着 共 沈 による 固 定 の 場 合 には, その 母 胎 が 変 質 すると 可 溶 化 されるという 意 味 で 複 雑 な 関 係 となっており,いろいろな 面 で 注 意 が 必 要 であろう. 一 方,アメリカでは1976 年 に 公 衆 水 道 のα 放 射 能 や226Ra+228Ra 濃 度 に 関 する 飲 料 水 の 暫 定 基 準 が 制 定 され,1990 年 の 時 点 で 環 境 保 護 局 (U.S.EPA) 地 質 ニュース554 号

11 ラジウムの 地 球 化 学 一 ラジウムと 放 射 線 測 定 器 の1 世 紀 一 一 27 一 では,ウラン ラジウムニラドンに 関 する 最 終 基 準 値 を 検 討 しているという(CothemandRebers, 1990).これに 先 立 ち, 地 下 水 のラジウム 濃 度 調 査 が 全 国 的 になされた.1976 年 の 暫 定 値 は5pCi/l(= gRa/1)で, 約 60,000の 公 衆 小 遣 の 内, 約 500がこれを 越 えていると 見 積 もられた. 実 際 は 1,000ヶ 所 をリストアップし,このうち990ヶ 所 の 試 料 が 採 取 された. 最 大 は 約 100pCi/1であり 226Ra の 平 均 濃 度 は0.4pCi/l,228Raのそれは0.7pCi/1で あったという. 平 均 では 特 に 問 題 なかろうが, 特 に 突 出 して 濃 度 の 高 いものは 注 意 が 必 要 だろう. 日 本 とは 地 質 環 境 も 異 なっているので 地 下 水 特 性 も 異 なっているだろうが, 国 土 の 実 態 把 握 という 意 味 で は 我 が 国 が 見 習 うべき 点 も 多 いだろう. ほくとうせき 8.ラジウムが 生 んだ 北 投 宿 北 投 石 というのは, 台 湾 の 北 投 温 泉 で 見 いださ れた 放 射 性 鉱 物 ( 写 真 10)で, 鉛 を 含 む 重 晶 石, 硫 酸 バリウムー 硫 酸 鉛 の 固 溶 体 ((Ba,Pb)SO )として 有 名 である. 放 射 性 の 元 はラジウムである. 日 本 で は, 秋 田 県 の 玉 川 温 泉 でも 見 いだされており 天 然 記 念 物 に 指 定 されている. 北 投 石 の 発 見 の 経 緯 については, 綿 抜 ( )に 詳 しい.1906 年 に 岡 本 要 八 郎 によって 発 見 された 後 存 在 が 不 明 となっていたが, 頼 氏 ( 台 湾 水 道 局 )と 大 塚 氏 によって 再 発 見 されたという. 台 湾 北 投 石 の 化 学 分 析 は 年 にかけて 日 本 で 行 われており,この 申 で1911 年 に 地 質 調 査 所 で 分 析 が 行 われたという( 綿 抜,1990).1 世 紀 近 くも 昔 の 先 輩 所 員 が 北 投 石 試 料 を 分 析 していたとする と,それなりにやはり 感 慨 深 いものがある.こうし た 試 料 を 始 め, 代 々 引 き 継 がれた 貴 重 な 標 本 や 資 料 試 料 が 今 後 も 行 方 知 れずにならぬよう, 置 き 場 所 の 移 動 や 管 理 者 の 引 継 がなされるときには 特 に 注 意 しなければならないだろう. ついでに 言 うと, 北 投 石 に 手 を 染 めた 研 究 者 に は 日 本 の 地 球 化 学 放 射 化 学 を 支 えた 大 先 生 方 の 名 前 がずらりと 並 んでいる. 綿 抜 (1990)による と, 南 英 一 ( 分 析 合 成 ), 飯 盛 里 安 ( 分 析 ) 斎 藤 信 房 ( 分 析 )をはじめとして, 今 でも 現 役 で 研 究 をされておられる 先 生 方 が 多 数 関 与 している.そ れだけ 初 期 の 地 球 化 学, 放 射 化 学 にとっては 魅 力 第 3 図 安 全 と 安 心 の 構 図. 的 な 研 究 対 象 であったのだろう.すなわち, 北 投 石 が 放 射 性 で また, 固 溶 体 であることから, 端 成 分 の 割 合 による 結 晶 の 格 子 定 数 や 微 量 元 素 の 関 係 が 興 味 深 く 研 究 された( 例 えば, 高 野,19591Sasaki andminato,1982). 更 に,どうして 温 泉 水 から 北 投 石 が 形 成 されるのかについても,イオン 強 度 や 分 配 モデル( 綿 抜,1963;Ichikuni,1966)や 現 象 論 的 方 程 式 を 用 いる 研 究 ( 佐 々 木 綿 抜,1995)など が 行 われている. 9. 求 められる 安 全 と 安 心 放 射 性 核 種 を 扱 う 場 合, 常 に 安 全 を 考 慮 して いなければならない.すなわち,(1) 距 離 をとる, (2) 時 間 を 短 くする,(3) 遮 蔽 をする,といういわゆ る 放 射 線 防 護 の3 原 則 と 言 われるものである.そし て,(4) 管 理 する,も 重 要 な 要 素 である.このような 安 全 管 理 は, 様 々な 科 学 的 根 拠 に 基 づき, 科 学 的 技 術 によって 達 成 される. 私 たちはこれを 理 解 し, 体 得 するよう 努 めている.これはあくまでトラブ ルをなくそうとする 主 体 的 な 行 動 である. 一 方, 私 たちは 安 心 を 求 めている. 安 心 は 安 全 とは 違 い, 科 学 や 技 術 の 問 題 ではない.ま た, 安 心 は 安 全 性 が 高 まれば 常 に 達 成 される というものでもない. 安 心 には 人 間 臭 さがつきま とっており, 信 用 や 信 頼 によってもたらされる ものである( 第 3 図 ).こうした 信 用 や 信 頼 は, 心 のつながりであり, 一 朝 一 夕 に 得 られるものでは なく, 情 報 の 公 開 や 日 頃 のコミュニケーションで 育 まれていくものであろう. 現 在 の 社 会 を 見 ていると, 科 学 に 対 する 懐 疑 的 な 風 潮 を 感 じる.いや, 科 学 者 に 対 する 不 信 感 か も 知 れない. 今 まで 私 たちは 科 学 技 術 を 極 めよ 2000 年!0 月 号

12 一 28 一 金 井 豊 うと 熱 中 するあまり, 社 会 に 対 する 信 用 や 信 頼 を 重 大 なテーマとしてあまり 強 く 認 識 してこなかったた めではないかと 反 省 すべきかも 知 れない.また, 信 用 信 頼 に 関 しては,それらを 得 るには 長 い 年 月 と 地 道 な 努 力 が 必 要 である 一 方 で,こうした 信 頼 や 信 用 は 失 う 時 はいとも 簡 単 に 一 瞬 のうちに 失 ってしまうものだということを, 様 々な 不 祥 事 のニ ュースを 耳 にし 目 にするたびに 実 感 している. 今, 私 たちが 社 会 に 対 する 責 任 として,この 安 全 と 安 心 とを 車 の 両 輪 のように 大 切 なものとし て, 常 に 考 慮 していく 必 要 があろう.このため, 信 用 信 頼 を 得 るよう,オープンであることが 重 要 な 要 素 の 一 つであり, 本 拙 文 もその 一 助 となれば 幸 いである. 柵. 終 わりに 今 回 は,ラジウムについての 話 題 と 同 時 に 放 射 能 測 定 器 の 話 題 を 述 べた. 新 しいものがでると, 常 に 古 いものも 生 じる.それが 世 の 常 というもので あろう.しかし, 私 たちは 去 りゆく 古 い 物 から 何 か を 常 に 学 び 取 って 行 かなくてはならない.それが 何 であるかは 一 人 一 人 異 なっているであろうが,この 拙 文 がそのための 何 らかのエネルギーとなってい ただければ 幸 いである. 最 初 に 一 部 述 べたように,ここ 数 年 の 原 子 力 関 係 機 関 のトラブルやウラン 燃 料 加 工 施 設 での 事 故 によって, 科 学 者 の 持 つ 認 識 意 識 と 社 会 におけ る 認 識 意 識 との 間 に 大 きな 隔 たりがあることが 露 呈 してきた. 世 界 各 国 や 日 本 における 原 子 力 の 方 向 性 が, 昭 和 30 年 代 に 目 論 んでいたことともだいぶ 違 ってきたことも 否 定 できない. 原 子 力 を 例 に 挙 げ たが, 原 子 力 関 係 のみならず 地 質 学 資 源 地 球 物 理 地 球 化 学 海 洋 学 など 地 球 科 学 全 般 にわた っても, 昔 とは 方 向 性 が 変 わってきていることだろ う.もはや 科 学 のための 科 学 ではあり 得 ず, 社 会 の ための 視 点 が 必 要 となっている. 時 は20 世 紀 最 後, 来 年 からは21 世 紀 に 突 入 する. 社 会 との 接 恵 を 保 つ などといわずに( 点 などと 小 さな 部 分 では なく) 社 会 と 太 いパイプでつなぐ ようにして, 今 後 は 社 会 との 連 携 とフィードバック, 研 究 と 啓 蒙 と を 両 立 させていくことが 必 要 であろうと 考 えてい る. 最 後 に, 本 拙 文 に 目 を 通 し 貴 重 なコメントをく ださった 地 殻 化 学 部 前 川 竜 男 氏 に 感 謝 申 し 上 げ る.また,キュリー 夫 人 に 関 する 貴 重 な 写 真 を 快 く 御 提 供 くださった 東 海 大 学 の 菊 池 文 誠 氏 に 心 よ り 厚 く 感 謝 申 し 上 げる. 参 考 文 献 赤 石 準 (ユ998)1IsotopeNews,524,p.22-25;525,p, Cbung,Y 一 一 C.(1976):EarthPlane 仁 Sci.Lett.,32,p Cothem,C 且 andrebers,rん(1990):radon,radiumanduranium 楮 摲 楮 歩 湧 睡 瑥 爮 㙰 敷 楳 偵 扬 楳 桥 牳 ⱉ 湣 䴱 捨 楧 慮 Ⰰ 䑩 捫 獯 測 䈮 䰨 ㄹ 㠵 䝥 潣 桩 洮 䍯 獭 潣 桩 洬 䅣 瑡 ⰴ 㤬 瀮 ヘクタールㄭヘクタール 㠮 䕩 獥 楢 畤 ⱍ 湤 䝥 獥 汬 ⱔ 㤹 㜩 㩅 湶 楲 潮 浥 湴 慬 牡 摩 潡 捴 楶 楴 礬 㘵 㙰 捡 摥 浩 捐 牥 獳 ⱃ 慬 楦 潲 湩 愮 Elsinger,R J.andMoore,WS (1980):EarthP1anetSci.Letし,48, 瀮 㤭 㤮 䕬 獩 湧 敲 ⱒ 䨮 慮 摍 潯 牥 ⱗ 匮 㤸 㐩 㩅 獴 畡 物 湥 ⱃ 潡 獴 慬 慮 摓 桥 汦 卣 楥 湣 攬 ㄸⱰ 〱ⴶㄳ Elsimger,RJ.,Kimg,P T andmoore,w.s(1982):ana 止 Chim.Acta, ㄴ 㐬 瀬 㜭 䝡 獣 潹 湥 ⱍ ㄹ 㠹 䅰 灬 敯 捨 敭 㐬 瀮 㔷 㜭 㔹 樋 口 英 雄 (1981):Radioisotopes,30,p 䥣 桩 歵 湩 ⱍ ㄹ 㘶 䉵 汬 桥 洮 卯 挮 䩡 灡 測 ヘルツⱰ 㤸 ⴹ〱 Ivanovich,M.andHamlon,KS 一 (1982):Uraniumseriesdisequi- 汩 扲 極 洺 䅰 灬 楣 慴 楯 湴 潥 湶 楲 潮 浥 湴 慬 灲 潢 汥 浳 㤹 ⱃ 污 牥 渭 donpress,0x ord 岩 崎 岩 次 (1968): 温 泉 工 学 会 誌,6,p.18-28;p ;p 岩 崎 岩 次 (1869): 温 泉 工 学 会 誌,7,p.16-24;p 金 井 豊 (1996): 地 質 ニュース 508,p 菊 池 文 誠 (1997):IsotopeNews,517,p 䭯 楤 攬 䴮 慮 摂 牵 ㅡ 湤 ⱋ 在 ㄹ 㜵 䅮 慬 桩 洮 䅣 瑡 ⰷ 㔬 瀮 ㄭㄹ Landa,ER,Phmips,EJ.andkmvley,D.R (1991):Appl.Geochem., 㘬 瀮 㘴 㜭 㘵 Langmuir,D.andMe1chior,D.(1985):Geochim.Cosmocbi 皿 Acta, 㐹 Ɒ ⰴ ⴲⰴファラット Li,Y H.andChan,L'H.(1979):EartbPlaneしSci.Lett.,43,p.343- フラン 䵣 䍵 牤 礬 䐮 䔮 慮 摍 敬 汯 爬 刮 䄨 ㄹ 㠱 䅮 慬 桥 洮 ⰵハ ーツ 瀮 㘮 䵥 杵 浩 ⱋ 慮 摍 慭 畲 漬 吨 ㄹ 㜴 䨮 䝥 潰 批 献 剥 献 ⰷ 㤬 瀮 ハ ーツフラン 㜭 ハ ーツヘクタール 三 宅 泰 雄 猿 渡 勝 子 杉 村 行 雄 (1975): 海 洋 における 放 射 性 核 種. 堀 部 純 男 編 海 洋 学 講 座 6 海 洋 無 機 化 学, 東 大 出 版 会, 東 京. Moore,WS.(1969):EarthPlane 仁 Sci.Lett.,6,p 兆 Moore,W.S(ユ981):Estuarine,CoastalandShelfScience,12, 叫 713- 㜲 ヒ アストル Moore,D.G.andScott,M.R 一 (1986):J,Geopbys.Res.,91,p.14,317- ㄴⰳ 無 機 化 学 全 書 (1953): 柴 田 雄 次 監 修 WIHウラン. 丸 善 東 京. Nakai,T (1940):Bull.Chem.Soc.Japan,15Supplement,p.333- 㐲 㘮 Paul,AC.andPi11ai,KC.(1986):Water,Air,andSoilPollut1cm,29, 瀮 ㄭ Petrow,H.G.aηdAllen,RJ.(1961):Anal.Chem.,33,p.1,303-1,30ユ 地 質 ニュース554 号

13 ラジウムの 地 球 化 学 一 ラジウムと 放 射 線 測 定 器 の1 世 紀 一 一 29 一 Petrow,a,G.CoveズA.,Schiessle,W.andParscms,E.(1964):Anal. 䍨 敭 ヘクタールⱰ ⰶ ⴱⰶ〳 Santsch 三,P,H. Li,Y. 一 H.,andBeu,J.(1979):EahhP-anet.Sci Lett, 㐵 Ɒ 〱ⴲㄳⰀ Sasaki,N.andMinato,H.(1982):M1ner,J.,11,p 性 々 木 信 行 綿 抜 邦 彦 (1995)1 天 然 無 機 化 合 物 一 鉱 物 の 世 界 一 1 裳 華 房, 東 京,p 角 清 愛 (1975): 日 本 温 泉 鉱 泉 一 覧.134p. 地 質 調 査 所. 高 野 幸 雄 (1959): 鉱 物 学 雑 誌,4,p 綿 抜 邦 産 (1963): 温 泉 科 学,14,88. 綿 抜 邦 彦 (1973): 科 学 教 育,21,24. 綿 抜 邦 彦 (1990): 地 球 化 学,24,p 奡 浡 摡 ⱍ 湤 乯 穡 歩 ⱙ ㄹ 㠶 䵡 爮 䍨 敭 ㄹⱰ 㜹 ⴳ 㠹 山 下 孝 (1998):IsotopeNews,529,p,24-25 KAN 州 Yutaka(2000):Geochemist 収 fradium. < 受 付 :2000 年 4 月 10 日 > 用 蕎 奮 解 説 放 射 能 放 射 線 の 単 位 について 放 射 能 放 射 線 に 関 しては,なかなか 馴 染 みのな い 用 語 や 単 位 が 多 いので,ここで 一 つおさらいをして おこう. 放 射 能 放 射 線 については 本 文 中 に 述 べたよう に, 放 射 能 一 ある 不 安 定 な 物 質 ( 元 素 )が,みずから 放 射 線 を 放 出 して 他 の 物 質 ( 元 素 )に 変 化 する 性 質 能 力 をいう. 派 生 してその 能 力 1を 有 する 物 質 ( 元 素 )を 指 す 場 合 もあるが, 正 確 には 放 射 性 物 質 とい う. 放 射 線 一 放 射 性 物 質 から 放 出 されるエネルギ ーを 持 った 電 磁 波 や 高 速 の 粒 子 の 流 れをいう. 広 義 には 放 射 性 物 質 の 核 変 換 に 伴 わない 電 磁 波 や 高 速 の 粒 子 の 流 れを 含 むこともある. ここに 放 射 線 を 放 出 するある 放 射 性 物 質 を 考 え る.これを 身 近 にある 電 球 にたとえると, 放 射 線 は 光 に, 放 射 性 物 質 は 電 球 となる. 放 射 能 の 大 きさを 表 す 単 位 は, 以 前 はラジウムを 基 準 としラジウム1g と 同 等 な 強 さを1キュリー(Ci)とよんでいたが, 現 在 ではSI 単 位 系 でベクレル(Bq)という 単 位 を 使 用 して いる.1ベクレルは1dps(decaypersecond),1 壊 変 毎 秒 と 同 じで,キュリー 単 位 とは1キュリー=3.7x 仙 10 ベクレルという 関 係 がある.ここで 線 源 の 強 さを 示 す ベクレルは, 電 球 でいうワット 数 の 大 小 に 似 ている. 放 射 性 物 質 を 化 学 物 質 としてみる 場 合 には, 元 素 の 重 量 単 位 としてグラム(g),ミリグラム(mg),マイク ログラム( αg)などで 表 示 する.これが 混 合 状 態 であ ったり 希 釈 されていたりすると 濃 度 としてppm(paれs permillion:mg/kg;μg/g;10' 嗜 ) ppb(paれsperbillion:μg/kg;10.9)などで 表 す. 物 質 作 用 の 忠 から 放 射 線 をみると, 線 量 という 概 念 になる. 線 量 を 示 す 用 語 には 照 射 線 嚢 や 吸 収 線 量 線 量 当 量 などがある. 照 射 線 量 はγ 線 エックス 線 の 場 合 に 空 気 を 電 離 させる 放 射 線 の 強 さをいい その 単 位 は 以 前 はレントゲン(R)であったが.SI 単 位 ではクーロン 毎 キログラム(C/kg)となっている. 吸 収 線 量 は 物 質 に 与 えられたエネルギーで 更 に 生 物 学 的 な 影 響 を 考 慮 した 線 量 が 線 量 当 量 である. 以 前 の 単 位 はそれぞれラド(rad),レム(rem) 等 であったが SI 単 位 ではグレイ(Gy) シーベルト(Sv)となってい る. 放 射 線 源 を 電 球 にたとえると, 線 量 はそこでの 光 の 明 るさと 似 ていて, 電 球 に 近 いほど 明 るく 離 れるほ ど 少 ない 明 るさとなる. 長 いこと 電 球 に 当 たっている と,それだけたくさんの 光 ( 線 量 )を 浴 びることにな る. 光 をたくさん 浴 びると 皮 膚 が 日 焼 けをして 黒 くな るが, 放 射 線 も 同 じでたくさん 浴 びると 炎 症 を 起 こし て 赤 くなる. 同 じ 明 るさでも 例 えば 赤 い 光 と 青 い 光 とで 感 覚 が 違 うし, 粘 膜 に 当 たるのと 足 の 裏 に 当 た るのとでも 影 響 が 異 なるので,それらを 考 慮 して 日 焼 けの 程 度 を 評 価 したものが 線 量 当 量 に 該 当 するだろ う. 私 たちは,1mの 長 さはだいたい 幼 稚 園 児 `の 身 長 ぐらい,1kgは1リッ'トルの 牛 乳 パック 程 度 であること を 日 常 生 活 の 経 験 からおおよそ 実 感 している.しか し 放 射 線 は 長 さや 重 さとは 異 なり, 目 で 見 たり 手 で 触 れたりすることができず, 日 常 的 になかなか 実 感 で きるものではない. 火 率 や 地 震 の 時 に 慌 てないよう 避 難 訓 練 をするように, 放 射 能 に 関 しても 日 頃 から 放 射 線 に 関 する 事 柄 に 馴 染 んでおきたいものである. ( 金 井 豊 ) 2000 年 10 月 号