放射能と原子核壊変（Bq・半減期・α/β/γ）｜作業環境測定士

放射性物質取扱作業室の測定は作業環境測定士の業務で、放射能や壊変の基礎は分析に関する概論の問20で毎年問われます。

電離放射線の生体影響や放射性物質の濃度計算ともつながります。壊変での原子番号・質量数の変化が引っかけの中心です。

Bqは単位時間当たりの壊変数。α壊変は質量数−4・原子番号−2、β−壊変は原子番号+1、質量数は不変です。

放射能の単位（ベクレル）

放射能の単位ベクレル（Bq）は、単位時間当たりの壊変（崩壊）の数です（1Bq＝1秒間に1壊変）。

「単位質量当たりの壊変数」「単位時間当たりの放射線の数」「被ばく線量」などとするのは誤りです。

被ばく線量はグレイ（Gy、吸収線量）やシーベルト（Sv、等価線量・実効線量）で表します。

原子核壊変による原子の変化

質量数が変わるのはα壊変だけ（−4）です。β壊変・電子捕獲・核異性体転移では質量数は変わりません。

「核異性体転移で質量数が1増える」とするのは誤りです（核異性体転移は質量数も原子番号も不変）。

飛程と半減期

• 飛程・透過力…α線＜β線＜γ線。空気中のβ線の飛程はα線より長い（α線は重く電荷が大きいので飛程が短い）。
• β線のエネルギー…0から最大値まで連続した分布を示します。
• 半減期…放射能が半分になる時間。t時間後の放射能は、最初の放射能 ×（1/2）^{t／半減期} です。例：半減期12年の核種が1000Bqなら、6年後は1000×(1/2)^0.5≒707Bqです。

過去問でどう問われたか

放射能・壊変は、分析に関する概論の問20で6回連続（令和5年8月〜令和8年2月）出題されています。Bqの定義と壊変での変化が中心です。

引っかけは次の型に整理できます。

• Bqの定義を取り違える（単位時間当たりの壊変数）。
• 壊変での原子番号・質量数の変化を誤る（質量数が変わるのはα壊変のみ）。
• 核異性体転移で質量数が変わるとする（不変）。
• α線とβ線の飛程を逆にする（β線のほうが長い）。

Bqは単位時間当たりの壊変数。α壊変は質量数−4・原子番号−2、β−は+1、β+・電子捕獲は−1、核異性体転移は不変。飛程はα＜β＜γです。

理解度チェック

まとめ

放射能の単位ベクレル（Bq）は単位時間当たりの壊変数です。

α壊変は質量数−4・原子番号−2、β−壊変は原子番号+1、β+壊変と軌道電子捕獲は原子番号−1（いずれも質量数は不変）、核異性体転移は質量数も原子番号も不変です。

空気中の飛程はα線よりβ線が長く、放射能は半減期ごとに半分になります。

問20で毎年問われる引っかけは、Bqの定義、壊変での原子番号・質量数の変化、核異性体転移、飛程です。