早野先生の宿題2
Q1. セシウム137→バリウム137のβ崩壊に関する（物理に興味がある方向けの）問題*1
A1. ?反電子ニュートリノ、?ダウンクォーク、?アップクォーク、?弱い相互作用、?弱ポゾン
Q2. I-131（半減期８日）とCs-137（半減期30年），各々同数の原子核があったとき，そのベクレル値 Bq はどちらが大きいかを述べ，その比率を計算せよ．
A2. 同じ数の原子核なら、同じ期間に崩壊する（半減期が短い）原子核の数が多いほうがBq値は大きくなる。
30年 ≒ 10950日
10950 ／ 8 ≒ 1370
より、ベクレル値はヨウ素のほうが大きく、約1370倍である*2。
Q3. Q1. の?の粒子は（正常に動いている）原子炉からも出ている．一方，?とよく似た粒子が太陽から飛んで来ている．それはなぜか，簡潔に述べよ．*3
A4. 陽子同士の核融合では、ベータ崩壊で生まれる反電子ニュートリノの反粒子である電子ニュートリノが生じる。太陽ではこのような核融合が起きているので、電子ニュートリノが太陽から地球に飛んでくる。
Q4. 文科省が以下のPDFで環境放射能水準を公表している，たとえば岡山県の過去の平常値の範囲は0.043〜0.104µSv/h，一方，沖縄県では 0.0133〜0.0575µSv/hと有意に低い．この主たる原因は何か．
A4. 日本にも微量ながらウラン鉱床がある（例えば人形峠は岡山・鳥取県境）ほか、温泉地など、環境放射能水準が高い地域もある。これが、環境放射能水準に影響を与えていると考えられる。
A5. X線の方が大きい。
放射線の影響は、放射線が対象に吸収されるかどうかによる。
光子一個が持つエネルギーはE = hv で表される（h:プランク定数、v:光子の振動数）こと、電磁波の一般的な振るまいを考えると、より高周波な電磁波であるほど光子一個として見たときのエネルギーが高く、直進性が強い。X線とγ線を比べると、γ線のほうがより高周波である。
つまり、γ線の方が人体を通り抜けてしまいやすい。
Q6. 福島で放水作業にあたっておられる陸自の方々は，厚さ３ミリの鉛板入の防護服を着ている．?なぜ鉛か（易問）．また，?3mmの鉛により放射線の影響を何分の１ぐらいに押さえられるかを概算せよ（難問）
A6. ?密度が高い金属のうちで容易に入手、加工できる（別に密度が高ければ何でもよいはず）うえに、純粋な鉛は中性子を受けても放射化しないから。
?遮蔽物を透過する放射線量をN、遮蔽物に入る前の放射線量をN0とすると、
N = N0*exp(-μx)
ただし、μは吸収線量[/cm]といい、遮蔽物の材質や放射線の持つエネルギーによる。三井金属エンジニアリングのサイトを参考に、ガンマ線の持つエネルギーを0.5[MeV]と仮定すると、μ = 1.7。
xは遮蔽物の厚さ[cm]なので、x =0.3。
よって、exp(-1.7*0.3)=0.6
よって1/2くらい。・・・半分しか遮蔽しないってこと？んなバカな。
