かにの泡ぶく

_ 手持ちの線量計で食材の放射能汚染を検知できるかの考察。（10時50分記）

暫定基準値ちょうどのセシウム１３７が５００ベクレル入っていたとして、これを手持ちの堀場製作所ＰＡ−１０００で検出できるかどうかを、机上検討してみることにしました。以前、半減期の計算をやってみたことあるのですが、あまりにもややこしくて断念してしまったリベンジです。

■諸々のこと・・・

セシウム１３７はベータ崩壊で９５％がバリウム１３７ｍになる。
バリウム１３７ｍは半減期は約２．５分。すべてがガンマ崩壊。
バリウム１３７ｍの光子エネルギーは６６２ｋｅＶ。
ＰＡ−１０００のガンマ線検出エネルギー範囲は、１５０ｋｅＶ以上。

１ｋｇの食材に５００ベクレルのセシウム１３７が入っていたとします。

５００ベクレル＝１秒間に５００回の核分裂が起きるだけのセシウム量ってことです。

すなわち、１秒間に、バリウム１３７ｍが４７５個（５００ｘ０．９５）生成されるわけです。

バリウム１３７ｍは２．５分で半分になるので、１０分も経てばほとんど全部が崩壊していると考えてＯＫ。

と、いうことは、どうなるんだ？　う〜、実にややこしいぞ。

このへんで前回は挫折・・・

１秒間に４７５個生成されるバリウム１３７ｍは、１０分間でほぼ全部無くなるのだけど、今現在も常に毎秒４７５個供給され続けているわけだから、バリウム１３７ｍは一体何個あることになるのだ？

あ”〜〜〜、ややこしい。

きちんと考えれば計算できるのだろうけど、面倒なのでＣ言語で簡単なコードを書いて実際に時間経過に伴うバリウム量をシミュレーションしてみました。ビバ・力技！

シミュレーション条件：

　バリウム１３７ｍは毎秒４７５個供給される。
　バリウム１３７ｍは供給時点から１５０秒ごとに半分になる。
　この条件で秒単位で３６００秒分を計算してみる。

なるほど・・・というか、これ合ってるのかな？

残存するＢａ１３７ｍは、Ｂａ１３７ｍが毎秒４７５個ペースで供給開始されてから、５分後ぐらいには平衡状態になるようです。だいたい、７万個＋αぐらいなところですかね。概算試算なので、７万個とします。

Ｂａ１３７ｍの半減期は２．５分、かつ、常に７万個が残留しているということを考えますと、２．５分で３．５万個ペースで崩壊していると考えてよさそうです。となると１分間当たり１．４万崩壊。全部がガンマ崩壊ですから、ガンマ線が１．４万／分放出されるという計算になります。

ほんとか？　そんなに出るのか？　そんなに出ているものを食ってＯＫってことなのか？

シミュレーション結果に若干の疑問を感じつつ、先に進めます。

ガンマ線は四方八方に放出されますし、専用機材を使うわけではないので、１ｋｇの試料の大きさを考えてもこれ全体を測定対象とするとはできません。

試料１００ｇとし、この試料から放出されるガンマ線のうち検出可能なものをざくっと１０％とします。すると、１ｋｇの試料が放出する全ガンマ線の１／１００が検出できることになります。

１．４万／分の１／１００だと、１４０／分ということになります。ＰＡ−１０００で仮にこれを全部検出できたとして、ざっと１μＳｖ／時あたり２０００ｃｐｍですから、１４０ｃｐｍは０．０７μＳｖ／時に相当します。

いけそうじゃないですか。

しかしながら、ガンマ線感度で０．０７μＳｖ／時を分解しないといけないので、ガイガーカウンターでは無理ですね。

でもあれか、ベータ線対応のガイガーカウンターなら、セシウム１３７のベータ崩壊を直接観測すればいけるかも、しれません。