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基礎知識5:放射線はどんな医療や科学研究に利用されているか?
2013/12/20

 

 放射線や放射性物質を聞くと、私たちには縁遠い存在のように思われます。原子力発電以外で放射線を連想させるものといえば、多くの人はせいぜいレントゲン写真(X線検査)やX線CTなどが頭に浮かぶくらいかもしれません。しかし現在放射線や放射性物質は社会のきわめて多様な分野で活躍しており、現代社会になくてはならない存在、そしてわれわれのきわめて身近な存在となっています。

①X線による医療診断

 現代人は誰でも病院や企業、あるいは学校でX線検査やCT検査を受けています。こうした医療現場での放射線による診断は、もっとも歴史の古い利用分野です。これは、人体のやわらかい組織は容易に突 き抜けるものの、骨のように高密度な組織は透過しにくいという放射線の性質を最大に利用するもので  す。

②がんの治療

 がんの放射線治療では、放射線の高いエネルギーを利用します。活発に分裂を繰り返すがん細胞は放 射線を浴びると死にやすいことが知られています。そこで、放射線をがんやがんの転移しやすい場所に照 射し、がん細胞を殺します。最近では、がん細胞に集まる抗がん剤に放射性物質を結びつけてピンポイントでがん細胞を攻撃する方法も試されています。

③滅菌処理・病害虫の根絶

 滅菌処理は、細菌を放射線で殺す方法です。医療器具などを殺菌するために利用されています。放射線は病害虫の駆除にも有効です。病害虫に放射線を当てて不妊にしてから野外へ放します。野外に棲む病害虫が不妊の虫と交配すると次世代の虫が生まれなくなります。

④植物の品種改良

 放射線を細胞に当てると、細胞内の遺伝子が突然変異する事があります。そこで、植物の種に放射線を照射する品種改良が行われています。

⑤有害物質の処理

 滅菌処理と同様、放射線の高いエネルギーを利用して有害物質を分解し、無害化する方法です。例えば廃棄物処理場などから放出されるダイオキシンは人体に有害とされていますが、自然界では分解に非常に長い時間がかかります。しかし、高いエネルギーの放射線を照射するとこのような分子を容易に破壊 する事ができます。

⑥素材の改良・新素材の開発

 放射線を物質に当てると、その高いエネルギーによって分子の一部が取れたり壊れて断片になることがあります。こうしてできた物質(ラジカル)はたいへん反応しやすい為、通常では起こりえないような反応も生じます。そこで放射線照射によってプラスチックなどの強度や耐熱性を高める、分子を非常に多くつなげる、導電率を高める、着色するなどによって、物質に有用な機能をもたせたり新しい素材が開発されたりしています。放射線が物質にぶつかったときに生じる高い熱が利用される事もあります。

⑦表面加工

 電子などエネルギーが高い放射線を当てる事により、表面を硬化させる、超微細な回路を作る、超微小の電子を作るなどの研究が行われています。

⑧非破壊検査

 透過力の強いガンマ線やX線を用いて物質の性質や構造を調べます。放射線を製品に当てて溶接が不完全ではないか、微小な傷がないかなどの製品管理を行います。

⑨原子力電池

 半減期の長い放射性物質は、長期にわたって少しずつ放射線を出しつづけます。そこでこれを利用して、放射線によって発生する熱を電気に変換する電池が開発されました。原子力電池は非常に長い期間、充電や交換などが必要ありません。そのため電池のメンテナンスがしにくい場所で利用されます。

⑩原子でも見える顕微鏡

 X線は電磁波(光)の一種で、目に見える光(可視光)に比べて波の幅(波長)がたいへん短いことが特徴です。顕微鏡の解像度は電磁波の波長が短いほど高くなるため、X線は非常に微細な原子なども観察することができます。

⑪微量分析

 エネルギーの高い放射線を使うと、ごく微量の物質でも測定・分析し、そこにどんな元素が含まれているかを調べることができます。たとえば物質に放射線を当てて高いエネルギーをもたせると、物質をつくっている原子からX線が出ることがあります。このX線のエネルギーは元素ごとに決まっているため、試料に含まれている元素がわかります。

⑫はるか昔の年代測定

 放射性物質の中には長時間かけて少しずつ減っていくものがあります。そこで、考古学や古生物学、惑星天文学などの分野では、放射性物質がどのくらい減っているかを調べる事によって、太古の物質や生物の化石、あるいは宇宙から地球に飛来した物質などがいつの時代のものなのかを推測しています。

 このように、放射線は現代社会ではあらゆる分野で利用されており、その範囲はますます広がりつつあります。

参考文献:正しく知る放射能 

       矢沢サイエンスオフィス編

       P53~57引用

 

 

 

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