物質 放射化学 5年・後期・選択・学修2単位
担当教員 浅井 雅人 連絡先 
講義の概要 放射化学は、狭義には「放射性同位体を利用する化学」と定義でき、放射線や放射性同位体の特徴を積極的に活用して、化学のみならず工学、物理、生物、医学、環境学等へ応用する学問である。講義では、放射線、放射性同位体とは何か、どのように利用するかを、物理的な基礎から学習することで、確かな知識と応用力を身につけることを目指す。
到達目標 1.原子核の壊変現象と放射線、放射性同位体について、物理的な基礎から理解する。
2.放射線と物質との相互作用を理解し、放射線の検出原理や利用原理を理解する。また、放射線が生体に及ぼす影響を科学的、定量的に理解する。
3.産業界で放射線、放射性同位体、原子力エネルギーがどのように利用されているかを理解する。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
後期 第1週 1.放射化学の基礎、放射線と放射性同位体 放射線、放射性同位体とは何かを理解する。α線、β線、γ線、X線、中性子線などの放射線の種類とそれらの違いについて理解する。核図表について学習する。  
第2週 2.原子核の基本的な性質、結合エネルギー 陽子と中性子がどのような力で結合あるいは反発し合ってひとつの原子核を構成しているか、その結果として原子核がどのような安定性を示すか理解する。  
第3週 3.原子核の壊変 α壊変、β壊変(β+,β-,EC壊変)、γ壊変などの原子核の壊変現象を理解する。γ遷移の競合過程である内部転換電子放出や特性X線、オージェ電子放出について理解する。壊変図式の見方を学習する。  
第4週 4.壊変法則、半減期、放射平衡と天然の放射性核種 原子核の壊変法則と半減期を理解する。放射平衡の概念と天然に存在する放射性核種の種類と特徴を理解する。  
第5週 5.放射線と物質との相互作用 荷電粒子、電子、γ線、中性子と物質との相互作用を物理的に理解する。荷電粒子における阻止能と飛程、γ線における線吸収係数、この両者の意味と違いを理解する。光電吸収、コンプトン散乱、電子対生成とはどのような現象か理解する。  
第6週 6.放射線が生体に及ぼす影響、放射線の安全管理 放射線がどのようなメカニズムで生体に影響を及ぼすか理解する。確定的影響と確率的影響の違い、外部被ばくと内部被ばく、被ばく線量と生体への影響の関係を定量的に理解する。外部被ばく防護の三原則を理解する。  
第7週 (中間試験)  
第8週 7.放射線の検出原理と放射線検出器 放射線の検出原理と放射線検出器の仕組みを理解する。気体放射線検出器、半導体ダイオード検出器、シンチレーション検出器などの放射線検出器の種類と特徴を理解する。  
第9週 8.核反応、核分裂 核反応における反応のQ値、しきい値、核反応断面積、励起関数について理解する。中性子核反応の特徴を理解する。核分裂の特徴を理解する。  
第10週 9.原子炉と加速器 核分裂の連鎖反応と臨界、原子炉の原理を理解する。核燃料の増殖の概念を理解する。加速器や中性子源、放射線発生装置の原理を理解する。  
第11週 10.原子力発電と核燃料サイクル 原子力発電と核燃料サイクルの一般的知識を習得し、関連する化学について学習する。同位体濃縮の原理を理解する。  
第12週 11.放射線、放射性同位体の応用(1) 放射線や放射性同位体が医療や工業、農業においてどのように利用されているか理解する。  
第13週 12.放射線、放射性同位体の応用(2) 放射化分析や蛍光X線分析などの元素分析への応用とその原理を理解する。同位体分析の応用例として、加速器質量分析による年代測定の原理を理解する。  
第14週 13.放射線、放射性同位体の応用(3) 放射性同位体の化学的な分離技術とトレーサーとしての利用法を学習する。放射化学の最先端の研究や、様々な応用研究について学習する。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 Aに対応 達成項目本科イ)に対応 JABEE
認定基準
(A-2),(d)-(2)-a)に対応
教科書・参考書 教科書:海老原 充著「現代放射化学」(化学同人)
評価方法及び合格基準 成績の評価は、定期試験の成績60%、およびレポートの成績40%で行い、合計の成績が60点以上の者を合格とする。
学生への
メッセージ
放射線、放射性同位体は、危険性が強く叫ばれる一方、医療分野や産業界では広範に利用されています。基礎知識を習得し、危険性と有用性を科学的に理解できるようになってください。放射化学は、原子核物理から生物学まで幅広い分野と関連のある総合的な学問です。化学の枠を越えた幅広い知識と応用力を身につけてください。
放射化学の内容は、基礎から応用まで非常に多岐に亘り、情報量も多いので、講義ノートに加えて教科書もよく活用し、予習・復習を行ってください。