放射能とは

放射能標識
放射能とは、物理学的な定義では、放射線を出す能力である。

一般的には、放射能をもつ物質(放射性物質)という誤った意味で使われることがある。 放射能と放射線とは混同されがちであるが、その定義は明確に異なる。

放射能の強さは、1秒間に崩壊する原子核の数で表され、ベクレル(記号Bq)という単位で表す。原子核が崩壊する時に放射線を放射する。 かつては、1グラムのラジウムが持つ放射能を単位とし、これを1キュリー(記号Ci)としていた。1グラムのラジウムは毎秒 3.7×1010個のα線を放射しているので、1キュリーは 3.7×1010ベクレルということになる。

放射能を持つ物質を放射性物質、放射能を持つ原子核の種類や同位体をそれぞれ放射性核種、放射性同位体と呼ぶ。

放射性同位体は不安定であるため、一定の確率で原子核崩壊を起こし、それにともない放射線が放出される。この性質が放射能である。原子核崩壊は単に崩壊や壊変とも呼ばれ、いくつかの形式がある。これを崩壊モードといい、主な崩壊モードにはアルファ崩壊、ベータ崩壊、ガンマ崩壊がある。それぞれの崩壊では、α粒子、β粒子、γ線が放射線として放出される。

放出されたα粒子、β粒子は崩壊モードに応じた数メガ電子ボルトの運動エネルギーを持つ。また、γ線はエネルギーを持つ電磁波である。これらのエネルギーは崩壊エネルギーと呼ばれ、崩壊後の原子核や放射された粒子の合計質量が崩壊前の原子核の質量より減ること、つまり質量欠損に対応する。崩壊モードと崩壊エネルギーを図で示したものが原子核崩壊図である。

崩壊エネルギーは最終的に熱エネルギーに変わる。このため、放射性物質はしばしば発熱して高温となる。この熱エネルギーを回収して電気エネルギーに転換するしくみが原子力電池や原子力発電である。