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平成18年度サイエンス・パートナーシップ・プログラム(SPP)

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Academic year: 2021

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(1)

5月14日・・・3年1組の発表内容

第 1班

第 2班

1 班(3年1組)

安藤 隼人

飯倉 健太

井岸 将梧

石井 博隆

1

埼玉県立川口高等学校

第3学年

平成24年5月

発表テーマ

「原子と原子核の構造」

・原子核は、単に核ともいい、電子と共に原子を構成している。 ・原子の中心に位置し、核子の塊であり、正電荷を帯びている。 ・核子は、通常の水素原子では陽子1個のみ、 その他の原子では陽子と中性子から成る。 ・陽子と中性子の個数によって原子核の種類が決まる。

原子の構造

原子の大きさは、約10-8cmである。構造は単純で、中心には原子核があり、周 りを超高速で電子が飛び回っている。 電子・・・マイナスの電荷を帯びた粒子。 原子核・・・原子核は、陽子と中性子という 2種類の粒子からできている。 陽子・・・プラスの電荷を帯びた粒子。 中性子・・・電気的には中性の粒子。 電気を持たない中性子が、 陽子どうしが反発しないように引きつけている 原子の中心にある原子核は、プラスの電気を帯びた陽子と、 電気的に中性な中性子が、特別な引力(核力)によって結び付けられています。 例えば、窒素原子の原子核は、7個の陽子と7個の中性子からできています。 この陽子と中性子等を核子といいます。 陽子はプラスの電気を帯びているので、お互いに反発しあってバラバラになろうとします。 しかし、原子核の中では この電気的な反発力よりも大きな引力(核力)が 核子同士を引きつけ合うため、 原子核という一つの塊でいられるのです。 原子と比べて原子核は非常に小さく、最も小さい水素の原子核の大きさは およそ半径 10-15m である。より重い原子核ではその質量数のほぼ1/3乗に 比例して大きな半径を持つが、大きなものでも10-14mを下回る。

電離放射線とは?

電離放射線とは、物質に電離作用を及ぼすことがで

きる放射線のことである。

一般には、電離放射線を単に放射線と称している。

電離放射線が物質に入射すると、散乱や吸収により

そのエネルギーが物質に与えられる。

(2)

*

第 3班

電離放射線の多量な発生源が近いことの潜在

的危険性を警告することを目的としている

原子や分子を電離させる(原子や分子の周りを回って

いた電子を原子の力が及ばない距離まで引き剥が

す)のに十分なエネルギーを持たない

電磁波

のこと

である。

電子ボルト単位でエネルギーが

10eV以下

のものをい

うが、電場・磁場・超音波も含む。

太陽

から地球に降り注いでいる光線の大半が非電離

放射線である。(紫外線は例外!)

目―白内障、網膜の損傷

皮膚-火傷、肌の老化

磁力による影響―吐き気など

おわり

電離放射線は核兵器などに使われる。

人の

体内組織を

破壊する危険なものなる。

非電離放射線はリモコンや携帯などの赤外線

の起源に使われるが、

目の角膜や皮膚に影

響を与える。

平成24年度 高大連携

第 3 班(3年1組)

風間 力樹

片桐 颯

北村 洸太

木村 竜太郎

1

埼玉県立川口高等学校

第3学年

平成24年5月

発表テーマ

「放射性同位元素」

放射性同位元素とは?

・別名、

放射性同位体

と呼ばれる

・同位体には安定したものと不安定なものがあり、

不安定なものは時間とともに崩壊し放射線を発

する。

(3)

第 4班

利点

放出される放射線を医療などに利用できる。

物質自体はごく微量であっても確実に検出・

定量することができる。

危険性

人体は放射性同位体である元素を識別す

ることができないため普通の元素と同様

に吸収してしまい、放射線を出し続けて

しまう。

被爆

まとめ

・放射性同位元素は現在いろいろな場面で

活躍している。一方、人間に有害な部分

多くあるから気をつけて使っていこう

(°∀°)

1

平成24年度 高大連携

第 4 班(3年1組)

喜本 凌大

小林 誠弥

小林 樹生

佐久間 義人

佐々木 航平

埼玉県立川口高等学校 第3学年

平成24年5月

発表テーマ

「半減期」

半減期とは?

• 放射性核種あるいは

素粒子の半分が崩壊す

る期間のこと

• 崩壊までの期間はそれ

ぞれの物質で変わる

右図(ヨウ素131の半減期の例)→

半減期のグラフ

生物学的半減期とは?

• 放射性物質を体に取り込んで排出するまで

にかかる半減期のこと

• セシウム134の場合

吸収

排出

70日後

物理学的半減期と生物学的半減期は期間が異なる

セシウム134は物理学的半減期は2年で

生物学的半減期は70日である

(4)

まとめ

• 半減期は物質それぞれで違い、生物学的半

減期は物質が体の中で崩壊し、とても危険な

場合がある。

摂取してしまった場合は薬などを使って、

排出させ、体の中で崩壊、濃縮させないように

気をつける。

第 5班

1

平成24年度 高大連携

第 5 班(3年1組)

佐藤 優貴

砂川 誠也

関根 裕也

根本 隆輔

野崎 一平

埼玉県立川口高等学校 第3学年

平成24年5月

発表テーマ

「放射線の単位:ベクレル、グレイ、シーベルト」

放射線とは

・放射線元素(三重水素、炭素14、カリウム40、ヨウ素131など)が崩壊 ⇒それに伴い放出される、主にアルファ線、ベータ線、ガンマ線の3種 のことを指す。 アルファ線は紙1枚程度で遮蔽できる。 ベータ線は厚さ数mmのアルミニウム板で防ぐことができる。 ガンマ線は透過力が強く、コンクリートであれば50cm、鉛 あっても10cmの厚みが必要になる。 中性子線は最も透過力が強く、水やコンクリートの厚い壁に 含まれる水素原子によってはじめて遮断できる。

放射線の単位について

• ベクレル (Bq)

: 放射性物質が放射線を出

す能力(放射性物質の量)を表す単位

• シーベルト(Sv)

: 人の体が放射線を受けた

時の影響を表す単位

(ミリシーベルトはシーベルトの千分の1)

• グレイ ( Gy)

:吸収した放射線のエネル

ギーの総量(吸収線量)を表す

ベクレル

Bq

放射能の量 放射線を出す能力を表す単位 (1Bqは、1秒間に1個の原子核が崩壊すること) ベクレルは数値の桁が大きくなるため、 kBq(103Bq)、MBq(106Bq)、GBq (109Bq)、TBq(1012Bq)を 使用することが多い。 グレイ

Gy

放射線の量 放射線のエネルギーが物質にどれだけ吸収されたかを表 す単位 1グレイ=1J/kgのエネルギー吸収と定義される。 シーベルト

Sv

放射線の量 人が放射線を受けたときの影響の程度を表す単位 人体は世界平均にして年間およそ 2.4 mSv の自然放射線 にさらされている。 2 Svの放射線を全身に浴びると5%の人が死亡し、4 Sv で 50%、7 Sv で99%の人が死亡すると言われている。

放射線の単位(グレイ{Gy})

• 放射線が「もの」に当たった時にどのくらいのを与え

たのかを表す単位である

グレイ

• ”グレイ(Gy)”は、「もの」が単位質量あたりに放射

線から受けるエネルギーの量を表しています。

• グレイはジュール/キログラムとも

表され、1グレイは物質1kgあたりに1ジ

ュール(エネルギー量を表す単位)の

エネルギーを受けたということを意味

しています。

1ジュールは標準1気圧で20℃の水 1gを約0.24℃上昇させるエネルギー に相当します。

放射線の単位(シーベルト{SV})

• シーベルトは放射線が「人間」に当たったときにどの

ような影響があるのかを評価するための単位です。

• どれぐらいのSvを受けると体にどんな

影響があるかというと

体に害を及ぼす被曝量は

200ミリシーベルト以上!

1mSv=0.001Sv

世界平均1人あたり受ける放射線

量は2.4mSv

(5)

放射線の単位(ベクレル{Bq})

• 放射性物質が放射線を出す能力(量)を表す単位は

「ベクレル」で表す。

• 1秒間に10個の原子核が崩壊して放射線を出せば

10ベクレルとなります。

日常生活と放射線

おわり

第 7班

平成24年度 高大連携

第 7 班(3年1組)

本橋 伸之

矢内 竜也

谷古宇 健太郎

山下 雄司

渡邉 大輝

1

埼玉県立川口高等学校

第3学年

平成24年5月

発表テーマ

「原子炉の構造」

原子炉とは?

・原子炉とは、安全かつ継続的に原始核反応を持続させる ための装置である。多くは原子力発電所や、航空母艦・ 潜水艦・大型の軍用艦艇などに使われる。核種変換によ る物質生産や研究などの中性子源などにも使用される。 (下図はスイスの大学の小型原子炉)

(6)

ー原子炉の種類ー

原子炉にはたくさんの種類があり、多くは大まかに

分類されています。

・減速材(軽水炉、重水炉など)

・冷却材の種類(軽水冷却炉、ガス冷却炉など)

・冷却材の状態(加圧水型原子炉、沸騰水型原子

炉)

・中性子の性状(熱中性子炉、高速中性子炉)

・使用目的(研究炉、発電炉など)

基本的構造

原子炉の中にあるものは主に5つ・・・

①核燃料

②核反応を起こすための減速材

③除熱を行う冷却剤

④核反応を止める制御棒

⑤これらを支える構造材

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