放射性元素のリスクを論じる場合、半減期の長さが、そのリスクがいつまで続くかを決定する。半減期がごく短い放射性元素であれば、その危険性も短期 的なものだ。こうした放射性元素には、発生源の近くでしか被曝の恐れがない。なぜならこれらの放射性元素は、あまり遠くまで飛散しないうちに崩壊して安全 な元素に変わってしまう場合が多いからだ。
半減期が数日から数ヵ月の放射性元素の場合は、短期的に重大なリスクが生じる。これらの放射性元素は、発生源から遠くまで拡散できる程度には寿命が 長い。それでも遠からず原子核崩壊を起こすので、短期間のうちに多量の放射線を発生させる恐れがある。日本のニュースがヨウ素131とセシウム137に注 目しているのは、この2つがこの条件を満たしているからだ[セシウム137の物理的半減期は30年だが、生物学的半減期ならば数ヵ月のスパンとされる]
核燃料そのものや、そこから派生する放射性元素のうち特に厄介なものは、かなり長期的なリスクを生む。核燃料は、よほど大量にない限り、危険な量の 放射線を短期間のうちに発することはない。しかし寿命が長いため、これらの放射性元素に汚染された地域では、長期にわたって絶えず放射線が検出される。
これらの放射性元素は、今生きている誰よりも長生きするから、長期にわたって浄化を行なうか、汚染地域の使用を一切禁止するのが典型的な対処法だ。チェルノブイリ原子力発電所周辺の立ち入り禁止区域もその一例だ。
放射線の種類を知ろう
放射線の種類はさまざまだ。原子核崩壊の際にはさまざまな種類の放射線が生じる可能性があり、それぞれに異なるリスクをもたらす。
人間の健康に対して危険をもたらすのは、電離性の放射線で、DNAやタンパク質を傷つけて化学結合を切断してしまう。ここでは放射線の種類を紹介していくが、後に登場するものほど厄介さが増す。
アルファ粒子：アルファ粒子の実体は、陽子2個と中性子2個からなるヘリウム原子核で、その流れをアルファ線という。重く、速度が遅いため、遮蔽し て食い止めるのはさほど難しくない。ビニールとか、肌表面の角質層だけで十分に防げる。だからといって、アルファ粒子が危険でないわけではない。アルファ 粒子を出す物質が体内に入ったら、電荷を帯びたこの粒子の電離作用が、細胞に深刻な損傷をもたらす恐れがある。
ベータ粒子：ベータ粒子の実体は、一般的な電子であるか、その反物質である陽電子だ。ベータ粒子の流れをベータ線という。ベータ粒子はアルファ粒子 よりもだいぶ高いエネルギーで放出されるため、安全を確保するためにはより強固な遮蔽が必要になるし、もし遮蔽できなかった場合は体内のより深くまで侵入 してしまう。電荷を帯びており、やはり電離作用が細胞に損傷をもたらす。また陽電子が、反物質と物質との衝突による対消滅を起こせば、高エネルギーの放射線[ガンマ線]が生じる可能性がある。
ガンマ線：ガンマ線は粒子ではなく光子であり、光子の中でも特に高エネルギーのものに分類される。エネルギーが高いため、ガンマ線はきわめて危険 だ。大規模な遮蔽でも通過してしまうし、人体の細胞にさまざまな損傷を引き起こす。ガンマ線は原子核崩壊の過程で放出されるが、このとき通常はアルファ粒 子とベータ粒子も生成される。ただでさえ危険な現象が、さらに厄介な問題となるわけだ。
中性子：その名前からも分かるが、中性子は電荷を持たない粒子で、通常は原子核の中にのみ存在する。核分裂反応によって生成されるのが基本だが、一 部の特殊な放射性元素では、原子核の中に大量の中性子が含まれており、ひとりでに中性子を放出することがある。放出された中性子のエネルギーはきわめて高 く、単独でも危険性があるうえに、中性子が原子に衝突してエネルギーを失うと、それが引き金となって高エネルギーの陽子が放出される。このとき中性子は、 一定の割合で衝突した原子の原子核に取り込まれ、その原子を放射性元素に変えてしまうことが多い。
中性子の衝突によって二次的に放射性元素が生じるリスクがあるため、中性子の遮蔽はかなり特別な方法で行なわなければならない。典型的には、ホウ素 のような軽量の元素を使って中性子の速度を遅くするとともに、内部で中性子を吸収して生成された放射性元素からの放射線を遮蔽する層が含まれる。
人体の仕組みが不利にはたらく
放射線による外部被曝も問題だが、放射性元素を体内に摂取してしまうほうがはるかに深刻だ。原子核崩壊のエネルギーが細胞を損傷することが、かなり確実だからだ。
困ったことに、一部の放射性元素に対しては、われわれの体の仕組みが不利にはたらく。われわれの体の基本的機能を動かすのに用いている元素と、これらの放射性同位体とが、そっくり同じだったり、密接に関わっていたりするからだ。
その一例がカリウムだ。われわれの体はカリウムを、細胞内の塩分濃度の調節と、電気信号の伝達に利用している。一般的に、人体は取り込んだカリウム をすべて体内に留めておこうとするが、このカリウム保持のメカニズムがセシウムに対しても同じようにはたらき、セシウムを体内に留め置いてしまう。福島第 一原子力発電所ではすでにセシウムの放射性同位体が放出されている。
放射性元素が特定の組織に集中して蓄積される場合がある。たとえばストロンチウム90は、使用済み核燃料の大きな懸念材料だ。その化学的組成がカルシウムに似ているせいで、体がこれを骨に集積させて固定してしまうから、健康へのリスクが増大する。甲状腺で分泌されるホルモンにはヨウ素が使わるため、甲状腺には絶えずヨウ素が集まってきている。残念ながら福島第一原発からはヨウ素の放射性同位体(ヨウ素131)がかなりの量放出されており、その一部はその後、東京の上水道でも検出された。
ただし、放射性ヨウ素にも良い面はある。甲状腺ガンができてしまった後は、放射性ヨウ素は治療にすぐれたはたらきを見せる[人工的に作られたものが、甲状腺がん治療等に使われている]。
というわけで、特定の放射性元素にまつわる懸念は、さまざまな要素が複雑に絡み合って決まる――その半減期の長さ、放出される粒子とエネルギー、内部被曝か外部被曝か、もし体内に入った場合に何が起こるか、などだ。
具体例として、福島第一原発から放出された放射性元素の1つ、ヨウ素131を見てみよう。ヨウ素131はベータ粒子とガンマ線を放出するが、そのエ ネルギーは適度な遮蔽によって食い止められる程度だ。半減期は約8日。だから、もし運悪く汚染された水たまりに足を踏み入れた場合は、たとえばその靴を地 下室の隅の普段は使わないところに何ヵ月か置いておくだけで、再びリスクなしでその靴を履けるようになる。しかし、少量でも体内に摂取してしまった場合は 甲状腺に蓄積されてしまい、遮蔽する手だてはないのだ。
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