特集：ＲＩの話 その１ - 2007年03月14日

○そもそも RI とは
RI とはラジオ・アイソトープ（Radio Isotope）の略で、日本語では放射性同位体とか放射性同位元素のことです。

○そもそも元素とは
水素、炭素、酸素、窒素、塩素、アルミニウム、金、銀、亜鉛、鉄、カルシウム…といった、良く耳にするものから、ヘリウム、リチウム、アルゴン等のなんかどこかで聞いた事くらいはありそうなもの、ルビジウム、ストロンチウム、ニオブ、ルテニウムといった、まったくもってなんじゃそら？状態のもの等など、これらはみんな、元素の名前です。

現在のところ、111種類の元素が発見されています。

どの元素も、原子核の周りを電子が運動している、という構造を持ちます。このような構造を原子といいます。

↑水素原子と酸素原子のあくまでもイメージ模式図（※量子論的観点は抜き）。電子の数と全体の大きさが違う。実際の比率もこんな感じ。

原子は原子核と電子で成立していますが、周回している電子の数の違いによって、なにかと反応しやすいとか、壊れやすいとか、逆に安定しているとか、それぞれの個性が生まれます。この性質の違いを元素として表現しています。

つまるところ、元素とは物質としての性質の最小単位です。

○同位体（同位元素）とは
物質の性質（元素の個性）を決める電子の数は、原子核の構造で決まります。地球と月が重力でつりあっているように、電子を原子の領域内に閉じ込めている力が電磁気力。原子核は陽子で構成されていて、この力で陽子1個につき電子一個をつなぎとめています。陽子がプラスで電子がマイナス。これでつりあってる感じです。

水素は電子が1個なので、原子核にも陽子が1個あります。というか水素の場合は陽子1個＝原子核です。

酸素の場合は、電子が八子…もとい８個なので、原子核は８個の陽子から構成されていることになりますが…先ほどのべた様に陽子はプラスなので、本来は陽子同士は反発しあって一箇所に集まることが出来ません。陽子同士を結びつける特別な存在が必要で、それは中性子と呼ばれています。通常、酸素の原子核の場合、８個の陽子を結びつけるために8個の中性子が存在します。

電子の数（＝原子核の陽子の数）が同じだと、物質の性質としては同一と見ることができます。電子が７個や９個の酸素はありえないわけです(注１）。７個だと窒素、９個だとフッ素という風に別のモノになっちゃうわけで。

でも、しかし…。

原子核の中性子の数がもし変わっても、電子の数が一緒ならば、モノとしてはほぼ一緒・でもちょっと違うモノになるわけで実際そういうモノが存在します。

例えば、中性子を１個もつ水素が存在しており、これは重水素と呼ばれます。水素は水素なんだけども、ちょっと違う、みたいな。この中性子の数がちょっと違う元素を同位元素とか同位体と呼ばれます。

○放射性同位体（放射性同位元素）とは
同位体には、ちょっとちがうけどそれなりにしっかりしていて壊れにくい安定同位体と、ちょっとちがうが故に不安定で壊れやすい放射性同位体があります。 これが冒頭で述べたようにずばりRIですね。この放射性っていう部分は何を表しているのでしょうか。

不安定で壊れやすい - これはどういうことかというと、原子核の陽子と中性子のバランスが崩れていることによって陽子や中性子が特定の組み合わせで原子核から飛び出していく状況を指します。この陽子や中性子が特定の組み合わせで飛び出してくると放射線と呼ばれます。そして、<このように壊れていく様を放射性崩壊とか放射壊変と呼び、このような壊れ方をしていく同位体のことを放射性同位体と呼ぶわけです。
放射線をだして崩壊していく同位体が、放射性同位体（RI）ってことですな。

○あとがき
RI = 放射性同位体または放射性同位元素という言葉自体は、純粋に学術的な言葉であるということが見て取れます。では、これがなぜ、低レベル放射性廃棄物最終処分場の代名詞であるのか、という疑問が生じます。また、それとは別に、放射線を出すということがどういうことなのか、そもそも放射線ってなんあのか、という点も、もうすこしきちんと押さえときたい感じがありますな。

注１：イオン化している場合は、また別の話…なんだよね、きっと。(^^;) ←ちょっと自信なさげ