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トリチウムってなんだろう? ①

2011年3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震とそれに伴う津波によって東京電力の福島第一原子力発電所で事故が起こり、現在はその廃炉作業が進められています。同発電所では、放射性物質を含んだ水が発生しており、その水の処理と関連して、「トリチウム」という言葉に触れる機会が増えました。本ウェブサイトでは、このトリチウムがどのようなものであるか、科学的に理解するためにポイントをまとめました。

1.トリチウムの構造
トリチウムは水素の仲間ですが、原子核の構成が異なります。
多くの水素の原子核は、陽子が1つだけですが、中には中性子が加わっているものもあります。
陽子1つのほかに、中性子1つが加わったものを、重水素といいます。
さらにもう1つ加わり、中性子が2つになった水素がトリチウムで、三重水素ともいいます。
中性子が2つあることで、トリチウムは原子核が不安定な状態です。
そのため、トリチウムは安定した状態になろうとして、中性子の1つが電子を1つ放出して陽子に変化し、原子核が陽子2つと中性子1つのヘリウムとなります。
このときに原子核内から放出される電子を、放射線の一種であるベータ線といいます。
2.トリチウムの半減期
不安定なトリチウムは、一定の割合でヘリウムに変化していき、その都度ベータ線を出します。
トリチウムの半減期は約12.3年です。
これは、トリチウムの約半分が、ベータ線を放出し、安定したヘリウムに自然に変わっていくためには、12.3年かかることを意味しています。
3.トリチウムの性質
私たちの周りにある水の分子(H2O)は、水素原子2つと酸素原子1つからできています。
多くの水素が酸素と結びついて水になるのと同じように、トリチウムも酸素と結びついて、トリチウム水(通常HTOと略記します)という「水」の形で存在しています。
このトリチウム水は、多くの水分子(H2O)と一緒になって、混ざって存在しています。
トリチウム水は、分子としては水と同じなので、放射線を出すこと以外の性質はほとんど同じです。そのため、水の中からトリチウム水だけを取り除くことは非常に難しいのです。
4.トリチウムの量
宇宙では「宇宙線」と呼ばれる放射線が飛び交っていて、その一部が地球に降り注いでいます。
この宇宙線が大気に衝突すると、トリチウムが生まれます。
宇宙線は常に地球に降り注いているので、日々あらたにトリチウムが生成されています。
生成されたトリチウムは、大気から雨として地表に降下していきます。
私たちの身の回りの雨水や河川、そして水道水の中、そして私たちの体の中にも存在しています。
日々生成されるトリチウムと、トリチウムからヘリウムに変わる量が釣り合っていることから、自然界のトリチウムの量は、ほぼ一定水準の量となっています

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