超純水は放射能を持てますか？

質問

Wikipediaによると、＝＝＝＝＝

現在、最先端の設備で製造されている超純水に含まれる不純物の量は、0.01μg/L（1リットル中に1億分の1グラム）の水準に達し、これは例えば東京ドーム（約124万立方メートル）に対するピンポン球やビー玉に相当する。

＝＝＝＝＝とのことです。

ここでピンポン球やビー玉のことは一旦横に置いておいて、大半を占めるH2Oに注目したとします。

[質問]
H2Oだけから構成される超純水に放射線を掛けて被曝させれば、H2O自体が放射能を持つ事ができますか？

回答No.4

rnakamra · ベストアンサー

核分裂炉の中の水、ということであれば水は放射化します。
核分裂反応の際には中性子が大量に発生します。この中性子の一部は水に取り込まれ水自体が放射化することがあります。
軽水が重水になる程度でおわれば放射化はしないのですが、それを通り越し三重水素化してしまうと放射性物質となります。
H + n→D(重水素、非放射性)
D + n→T(三重水素、放射性)

通常、自然にある放射線源からはα線(He原子核),β線(電子),γ線(短波長の電磁波)が出てきますが、α線を超高速でたたきつけでもしない限り放射化することはありません。
中性子線をぶつけると比較的簡単に放射化することがあるのですが、自然界にはほとんど素の中性子は飛んでいません。中性子自体が放射性であり半減期が短いためなかなか見られないのです。

ところが核分裂炉のなかでは1回の核分裂の際に複数個の中性子が発生します。この一部が核分裂反応を発生し連鎖的に分裂が進行するのですが、一部は水に吸収されて水が重水化したり放射化してしまいます。

お礼

回答ありがとうございます。

超純水に放射線を掛けても方社会しないという＃３の回答をうのみにするところでした。

放射性物質の混濁がなくても、中性子線で被曝すれば、H2O自体が放射してしまうのであれば、原子炉で使用した一次冷却水は、環境に放出する選択肢はなく、未来永劫（と思われるぐらい長い期間）人間の管理下で保管しないとイケナイことになるのでしょうか。

回答No.6

hg3

No3 です。

質問の意図を勘違いしており、説明が不足していたようで、失礼いたしました。

先の回答は、原発の周囲で起きている放射能汚染について説明したものですので、
原子炉内部でおきる放射化の話とは区別して考えていただきたいと思います。

詳しくは、No4、No5の回答の通りです。

お礼

ご丁寧に補足いただきありがとうございました。

質問部に「核分裂炉の中の水」という記述がなかったもので、ご迷惑をおかけしました。
また、下記のコメント欄に室営な表現がありましたことをお詫び申し上げます。

今後ともよろしくお願い申し上げます。

回答No.5

Tann3

No.2です。

　No.4の回答への「お礼」に書かれたことに関して。

＞超純水に放射線を掛けても方社会しないという＃３の回答をうのみにするところでした。

　普通は、「中性子線」は「放射線」の中には含めません。厳密には、「中性子線」も広義の「放射線」の一つですが、通常の環境には存在せず、原子炉などの限られた環境にしか存在しないので、普通に「放射線」と言った場合には、「中性子線」を除いて考えることが多いと思います。（この辺をNo.2に「普通の放射線」として書いたつもりです）

＞中性子線で被曝すれば、

　中性子は「被ばく」というよりは「核反応」（原子核の中に捕獲）が起こっているということです。その意味でも通常の「放射線」とは性格が異なります。

＞放射性物質の混濁がなくても、中性子線で被曝すれば、H2O自体が放射してしまうのであれば、原子炉で使用した一次冷却水は、環境に放出する選択肢はなく、未来永劫（と思われるぐらい長い期間）人間の管理下で保管しないとイケナイことになるのでしょうか。

　原子炉の中で使われる水は、上記のような中性子との反応で自然界の水よりも多くの三重水素（トリチウム）を含むため、厳重に閉回路の中で管理されているはずです。量的には限定されるので、不純物を除去しながら維持管理されると思います。
　半減期が約12年なので保管すればある程度減衰するとは思いますが、廃炉の際にも環境への放出は行わず、長期にわたって隔離保管されると思います。

お礼

補足ありがとうございました。

通常は、中性子線は放射線に含まれないことを学習しました。

回答No.3

hg3

H2O自体が放射能を持つ事ができるかどうかという事についての回答は、前出の通り「持つことができる」で良いですが、質問文にあるように「放射線を掛けて被曝させて」放射能をもつわけではありません。

これは、超純水だろうと普通の水だろうとと同じ事です。
放射能汚染と聞くと、まるで放射線の被ばくにより、放射能がうつるかのようなイメージで考えている人が多いのですが、そうではありません。

例えば、原発事故で地下水の汚染が問題となっておりますが、これは、地下水が放射線を浴びることで放射能を持ったわけではありません。原発から漏れ出した放射性物質が地下水に混ざることで、地下水が放射能に汚染されるのです。
食べ物などの放射能汚染も全く同じ理屈です。食べ物に放射線を当てるだけなら、食べ物が放射能に汚染されることは有りません。
放射能に汚染されているかどうかは、放射性物質が付着したり混ざったりしているかどうかによるのです。
そのことを正しく理解するようにして頂きたいと思います。

お礼

有難うございます。

核分裂炉の一次冷却水に超純水を使用しておけば、廃炉時の一次冷却水放流は問題なさそうですね。

もちろん、一次冷却水に対して他の放射性物質の混濁防止策を取れる事を前提としております。

回答No.2

Tann3

詳しいことは分かりませんが、「超純水」は化学的な純度を指すものと思います。

　Ｈ２Ｏの着目すれば、水素原子のうち、自然界には「二重水素」（通常の水素原子核が陽子１個なのに対し、二重水素の原子核は陽子１個と中性子１個）、「三重水素」（陽子１個と中性子２個）が存在し、三重水素は放射性核種です。
　大気圏上空の宇宙線や原子炉の中の中性子が存在する環境では、水あるいは空気を構成する通常の水素や二重水素が中性子を吸収して三重水素が生成されます。

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%B8%89%E9%87%8D%E6%B0%B4%E7%B4%A0

　従って、自然界のものである限り、まったく不純物を含まない「超純水」は、そのままで放射能を持ちます。（化学的には通常の水素と二重水素、三重水素を分離することは不可）

　なお、通常の放射線（アルファ線、ベータ線、ガンマ線、Ｘ線）によって原子核が放射化したり、他の元素に変換することはありません。

お礼

有難うございます。

自然界で持っている放射能は除染する必要がありません。

人工的な核分裂による放射線によって超純水が被曝した場合を考えております。

回答No.1

notnot

福島原発の報道の中で、トリチウムというのがよく出てきます。これは質量数３の水素(三重水素)で、酸素と結合することで、H2Oの中に含まれ得ます。
トリチウムは放射性同位元素で、ベータ線を出してヘリウムに変化しますので、回答としてはH2O自体が放射能を持つことはあり得ると言うことだと思います。

お礼

有難うございます。

超純水の外部から放射線を照射し、被曝させ、その結果、超純水が放射能を得るかに興味を持って質問しました。