今だからこそ考えたい、原子力と私たちの未来〜学生と産業界をつなげる原子力産業セミナーを開催します。〜

物質は多数の「原子」が集まってできています。原子の直径は1億分の1センチメートルほどで、その原子はさらに「陽子」と「中性子」からなる「原子核」と、そのまわりを回る「電子」とに分けられます。太陽系のかたちにたとえられるこの構造は、20世紀初頭にイギリスの物理学者ラザフォードらの研究により解明されました。

1985年、ドイツの物理学者レントゲンは、物体を透過する「光線のようなもの」を偶然発見しました。これが「未知の光線」という意味で名付けられた「X線」でした。この発見は当時の物理学界に大きな反響を呼び起こし、翌1896年にはフランスのベクレルがウラン鉱石からX線とは異なる種類の放射線が出ていることを発見し、同じくフランスのキュリー夫人が放射線と放射能の存在を実験により確認しました。キュリー夫人はウランと同じ放射性物質であるラジウム、ボロニウムを発見し、放射線を出す能力を「放射能」と名付けたことでも知られています。さらに1899年、ラザフォードが放射線にはアルファ線、ベータ線、ガンマ線の3種類があることをつきとめました。

右上：レントゲン／左上：キュリー夫人と娘／下：キュリー夫人とレントゲンを積んだ車

現在では、放射線は人体だけでなく、さまざまな物体を分解せずに検査するために活用され、電離作用を利用した機能素材は多様化しています。放射線の活用範囲は医療はもとより農業まで幅広くなっています。

レントゲンのX線発見に始まった放射線研究はすでに百年以上にもなります。残念ながらその初期には、キュリー夫人のように放射線が原因の白血病で亡くなる研究者も存在しました。しかし現在では、ごく微量の放射線も計測できるようになり、その量の影響も解明されています。放射線を使った研究もさらに発展し、チベットでは、日本と中国が宇宙線の観測をおこなっています。それにより、宇宙に関するさまざまなことが解明されつつあるのです。

ジェット機のエンジンの傷をしらべる

動画未来予測シュミレーションの原点となったグー、チョキ、パーの予測と実像の比較画像。

肺の動きは個人により特徴がある。予測画像と実際の画像の比較で腫瘍部を特定できる。

老朽化した原子力発電所を廃止し、原子力依存度を下げる方向が示されています。当然のことながら、究明された事故原因をフォローした安全化のための技術の向上が急務となっています。一方、核融合による新たな原子力発電の方式も試験プラントにて実用に向けた研究が進められています。これは、重い原子であるウランやプルトニウムの原子核分裂反応を利用する核分裂炉に対して、軽い原子である水素やトリチウムによる核融合反応を利用してエネルギーを得るもので、実現すれば環境に優しい放射性廃棄物の少ない安全な発電システムとなりうるのです。

福島原発事故では言うまでもなく一刻も早い除染作業が望まれています。一方、全国に50以上、世界各国にはそれ以上の数の原子力発電が存在しており、いずれの原子力発電所も必ず廃炉の日が来ます。福島原発事故のような特殊な例を除いても、燃料を含めより効果的な処分処理方法の開発が期待されています。さらに、福島原発事故の場合には、ロボットによる遠隔処理、放射性物質や使用済燃料の速やかな処理除去、建て屋の解体等、きわめて広範囲にわたる新しい技術の開発が必要となります。

医療応用の例として、X線CTやPETがあります。これらの装置により診断技術は飛躍的に向上しましたが、診断だけではなく重粒子線がん治療装置もがん対策の強力な一手段として使用されています。このように、放射線医療装置はなくてはならぬ医療機器となっていますが、さらに研究段階の検査治療装置も各種あります。それらの例として、中性子線を照射してがんのみを破壊する治療法（ホウ素中性子捕捉療法）の開発があります。今後医療を飛躍的に進歩させる装置として期待がかけられています。

農業では害虫防除や品種改良が放射線の主たる利用法です。害虫防除については、オスの幼虫やさなぎに放射線を当てて不妊化させる方法（不妊虫放飼法）が実施され、南西諸島でのウリミバエの根絶は有名です。品種改良という面では、放射線を照射することにより病気に強い新品種や寒冷地に適した品種を得たり、意図的に突然変異を起こして新しい品種を創る技術です。すでに梨の黒斑病抵抗性品種が育成されたほか、稲や大麦等の耐倒伏性・多収穫・病害虫抵抗性の改良が進められています。

プラスチックやゴムに放射線を当てると分子構造が変化して、強度が向上し、耐熱性を増します。この技術は自動車や電子レンジ、テレビなど高い耐熱性が求められる電線や、自動車のタイヤなどの製造に利用されています。その、他非破壊検査や製鉄所での鉄板の圧延作業やクッキングホイル（アルミはく）の圧延作業などにおいて、対象物に触れず正確な厚みを測定する技術などに放射線は活用されています。さらに、石炭や石油といった化石燃料を燃焼させると酸性雨の原因となる窒素酸化物や硫黄酸化物などを含む排煙が発生します。この排煙にアンモニアを加え電子線を照射することにより、化学反応性に富んだ物質（ラジカル）が生産され、これが硫黄や窒素と反応し、最終的に硝安や硫安などが作られ、肥料回収することができます。