hayano先生のツィッター企画(3/19の)-2 #hayanoquiz

(先ほどの投稿の続き)

【医療従事者選択】体内被曝が疑われる方があったとします.体内被曝の有無と,その程度を判定するにはどうすればよいでしょう
→体内被曝は患者の経歴、どこに居たか、何を食べたかなど、とGM計数管あるいはガイガー・カウンターでの測定値で判断(?…調べきれず…)

【理系学学部生必修】半減期Tの放射性物質の個数Nの時間変化N(t)をあらわす微分方程式を即答せよ.
N(t) = N×0.5^(t/T)

【地球物理学生必修】天然放射線による被曝量が,その人が住んでいる地域によって異なる理由を,簡潔に答えなさい.
(→宇宙線の量によるのだそうです。あとは地質の構成元素・地層の古さ)

【医学部学生選択問題】「放射性ヨウ素が1キログラム当たり1万5020ベクレル」と「放射性セシウムも524ベクレル」という報道があります.ヨウ素とセシウムの違いにも触れ,健康への影響の有無を適確に説明しなさい
→原子炉が爆発したとき、セシウム134、ヨウ素131、ストロンチウム90とともに、セシウム137は健康への影響が最も大きい同位体である。放射性ヨウ素が131I、放射性セシウムが137Csであるとして調べた。
131I。半減期 8.04日。ベータ線を放出して、安定核種のキセノン-131となる。ガンマ線が放出される。動物の甲状腺は、甲状腺ホルモンを合成する際に原料としてヨウ素を蓄積する。原子力災害時等により、不安定同位体の放射性ヨウ素を吸入した場合は、気管支や肺または、咽頭部を経て消化管から吸収され、その10~30%程度が24時間以内に甲状腺に有機化された形で蓄積される。1986年のチェルノブイリ原発の事故では、その顕著な影響として甲状腺がんの多発がある。
人がヨウ素を吸収する主な経路は、牧草→牛→牛乳→人の食物連鎖である。この移行はすみやかに進み、牛乳中の放射性ヨウ素濃度は牧草上に沈積した3日後にピークに達する。牧草から除去される有効半減期は約5日である。
ガンマ線測定によって量を求めるのが、ふつうの方法である。試料を適当な容器に入れ、ゲルマニウム半導体検出器で測定すればよい。検出感度を上げるには、試料を分解してヨウ素を分離し、小さな試料として測定することもある。体内にあるものは全身カウンターで測定できる。
134Csは半減期 2.06年。ベータ線を放出してバリウム-134(134Ba)となり(99.9997%)、軌道電子を捕獲してキセノン-134(134xe)にもなる(0.0003%)。多くのガンマ線が放出される。
137Csは30.1年の半減期を持ち、べータ崩壊によりバリウム137m (137mBa, Ba-137m)になる。バリウム137mの半減期は約2.55分で、ガンマ崩壊により安定同位体バリウム137になる。
「放射性セシウムは水溶性である。生体内での振る舞いはカリウムやルビジウムに似ている。体内に入るとセシウムは体中に分配され、濃度は骨組織で低く、筋組織で高い。」新陳代謝されることもあり生体内では70日以下で半減する。

【医療従事者必修】報じられている「1キログラム当たり1万5020ベクレル」とは,何をあらわす単位か,即答してください.
→サンプル中の放射性物質がどれくらい含まれているのかの尺度。

【物理大学院生選択問題】I-131が出す放射線の種類をすべて述べよ.I-131であることが確認できる放射線の種類とそのエネルギーを述べよ.
→ヨウ素…甲状腺ホルモンに含まれる必須元素で、体内に取り込まれると、ほとんどすべてが甲状腺(成人で20gの重量)に集まる。成人の体内にあるヨウ素の量は11㎎で、1日に摂取する量は0.20㎎である。この量を摂取するには、小さな塩昆布1枚を食べれば十分である。
131I。半減期 8.04日。ベータ線を放出して、安定核種のキセノン-131となる。ガンマ線が放出される。
129I。半減期 1,570万年。ベータ線を放出して、キセノン-129(129Xe)となる。低エネルギーのガンマ線が放出される。
放出されるベータ線は水中で0.3㎜までしか届かないために体外被曝では相対的に深刻ではない。甲状腺ホルモンに含まれる必須元素で、体内に取り込まれると、ほとんどすべてが甲状腺(成人で20gの重量)に集まるために、ベータ線による甲状腺被曝が大きな問題となる。10,000ベクレルを経口摂取した時の実効線量は 1.1ミリシーベルトになる。1歳の子供では甲状腺の重量が成人の10分の1なので、被曝線量は成人の約10倍になる。生物学的半減期は、甲状腺で120 日、その他の組織で12日とされている。

【物理大学院生必修】I-131を検出するのに必要な測定器と,その測定原理について述べよ
【物理学生必修】ヨウ素(I-131)が検出されたと報じられています.I-131であることを確認する原理を,100字以内で述べよ.
→131Iの検出はヨウ素のマススペクトル?エネルギー線を検出する?(ちょっと不明?)

【理系学生必修】今,半減期8日のI-131原子核が10000個あったとします.8日後に何個残っているか答えなさい.最初の数が2個の場合はどうでしょう?
→10000個のI-131原子のうち8日後に残っている原子は5000個。最初が2個なら1個残っていると考えられる。1個の場合は確立1/2で残っている。

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福島原発事故京都大学原子炉実験所助教・小出裕章氏電話インタビュー | 神保哲生の「マル激トーク」

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