ガンマー線の遮蔽（しゃへい）  |
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遮蔽（しゃへい）
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ガンマー線は、上で述べたように、多くの物質を貫通していきます。ただし、その度合いは、材料によって大きく変わります。基本的には、密度の高いもの（小さくて重いもの）は、通り抜けにくくなります。
つまり、金や鉛などの密度の高いものは、ガンマー線を止める働きがあります。
簡単な式をひとつ示します。遮蔽（しゃへい）材の厚さをｔ（ｃｍ）とすると
透過率＝（０．５） ｔ/α
ここで、αは、物質の種類とガンマー線のエネルギーによって変わる特性値です。たとえば、セシウム１３７のガンマー線に対して、鉛のαは0.58（ｃｍ）となります。この値は、このαと同じ厚さだと、セシウムからのガンマー線が半分、厚さが倍だと、４分の１、３倍だと８分の１、４倍だと、１６分の１になるという半分になる厚さです
たとえば、鉛の厚さが0.58ｃｍの板を持ってくると、セシウムのガンマー線は、
透過率＝（０．５） 0.58/0.58
＝（０．５）１
＝０．５
つまり、厚さ0.58ｃｍの鉛板を持ってくれば、セシウム１３７からのガンマー線は、半分になります。
では、鉛の厚さを倍の、1.16ｃｍにすると、
透過率＝（０．５） 1.16/0.58
＝（０．５）2
＝０．５Ｘ０．５＝０．２５
と、２５％が透過するというようになります。３倍の１．７４ｃｍでは、
透過率＝（０．５） ３
＝０．５Ｘ０．５ｘ０，５＝０．１２５
このように、厚さが増せば、どんどん透過率が低くなります。
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その他の材料の遮蔽
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鉛をたくさん用いることは大変困難です。金や銀は、さらに困難です。
そこで、他の素材を準備した場合には、どの程度に減らせるでしょうか？
アルミニウムのαは、３．４７（ｃｍ）です。ですから、アルミの板では、３．４７ｃｍのものを用いて初めて、セシウムのガンマー線を半分に減らせるわけです。（アルミニウムの密度は、２．２６ｇ/ｃｍ３です）
一般のコンクリートの密度は、２～３ｇ/ｃｍ３です。鉛が、１１．３４ｇ/ｃｍ３ですから、その５分の１程度の値です。アルミと同程度の効果が期待できます。
また、コンクリートのなかでも、できるだけ重い素材を用いた重コンクリート（重コンと呼ばれます）は、密度がおよそ４．５ｇ/ｃｍ３と重いので、より高い遮蔽効果があり、さまざまな放射線施設で用いられています。
土はどうでしょうか？土も、その土地によって、粘土質であったり、砂であったり、ぼそぼそした軽い土などと種類がたくさんです。基本的には、重い土が遮蔽ｊ効果が高いので、土を突き固めれば、より遮蔽効果が大きくなります。もちろん、土の組成によって、その特徴が異なりますので、全国で同じ遮蔽効果を期待できません。注意が必要です。
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図示
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上の説明ではちょっとわかりにくいと思いますので、計算した結果を図で示してみます。
下の図は、横軸が材料の厚さをｃｍで表し、縦軸がセシウム１３７からのガンマー線の透過率を示しています。図のなかで、茶色の線が鉛による遮蔽効果です。鉛の厚さがおよそ２０ｃｍで、１０の―１０乗の透過率になります。つまり、１０００億分の１のガンマ線がその透過膣になるということです。それに対して、銅や鉄は、もう少し透過率が高い。より厚い材料を準備しないと、遮蔽できないことになります。さらに、アルミやシリコンも示しました。シリコンは、土の代わりに計算してみたのですが、土は、アルミ程度の遮蔽効果はありそうです。ただ、土は、ぼそぼそとしており、空気を含みますので、シリコンよりさらに透過率が高く、遮蔽効果は低いものと思います。その土地によって、土の構造が異なりますので、一定の遮蔽効果で表すことは困難です。ただ、１ｍくらいの厚さの土を持ってくれば、１０００分の１くらいの透過率まで落とせるものと思います。
鉄の板を用いた場合の、計算の例を上の図から抜き出してみました。鉄板であれば、セシウム１３７からのガンマー線量を１０ｃｍでおよそ２００分の１に低減できます
以上のように、まずは、セシウムのガンマー線から身を守るには、土地の「天地返し」によって、セシウムを含む土を、地下に埋めることと、さらに、その表面にできるだけ鉄板を敷きつめるなどを行うことで、高い遮蔽効果がでます。
また、その「天地返し」の際には、どこに、どこの土をどの深さで埋めたかは、２００年間の記録を取っておきましょう。我々の代では覚えていても、１００年後、２００年後の子供たちは分からなくなってしまいます。昔埋めたタイムカプセルがとこかに行ってしまったという話を聞きますね。たった２０年前の地下１ｍ程度に埋めたものも分からなくなるのです。ちゃんと自治体の資料として、２００年間、管理しましょう。
それから、空気ではどの程度ガンマー線が減衰するかを計算してみました。代表的な空気として、２５度Ｃの１気圧の乾燥空気です。１００ｍの空気の厚さで、ようやく半分に減る程度のです。つまり、ガンマー線は、大気中ではかなり遠くまで飛ぶことがわかります。シリコンと比較して、その透過率の高さがよくわかると思います。
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