プルトニウムの半減期について

#1の回答者です。

> 放射能が半減するのに2万年とはいってもその地（土）に留まるわけでなく
> プカプカと空気中を漂ったということですか？

「放射能」という用語と、「放射性物質」という用語がごっちゃになっているように思います。

「放射性物質」とは、内部で原子（放射性元素）が崩壊し、放射線を放出する性質をもった物質のことを指します。放射性物質に含まれる不安定な原子は崩壊して別な原子が生成され、最終的に安定的な原子（ほとんど崩壊を起こさない原子）にたどり着き安定します。その崩壊過程でα線、β線、γ線といった放射線を出します。

「放射能」とは、放射線を出す能力そのものを指す用語で、本来数字で表されるものではなく、物の性質を示します。よって「放射能が半減する」という文は誤解の元ですし、「放射能が土壌にとどまる」、あるいは「放射能が空気中を漂う」というのも変です。
正しく言うのであれば、数字で表されるものは「放射線の強度」や「放射性元素の数」です。また、土壌にとどまる、あるいは空気中を漂うのは「放射性物質」なのです。


で、ご質問への回答ですが、原爆の炸裂によってばらまかれた「放射性物質」は、キノコ雲に乗って成層圏まで吹き上げられ、そのまま大気中をぷかぷか漂ったり、原爆のもたらした物理的破壊によって空中に吹き飛ばされた埃に付着して地表に降り注いだりしました（死の灰、黒い雨）。地表に降り注いだ放射性物質の一部は雨水とともに土壌に染みこみ、また風で吹き飛ばされて広く拡散したことでしょう。原子のレベルではα崩壊・β崩壊によってしか放射性物質は減少しませんから、広島・長崎の原爆でばらまかれた放射性物質は、空中に吹き飛ばされようが土壌に染みこもうが、未だに地球上のどこかには存在するはずです。
ただ、α崩壊、β崩壊によって徐々に放射線を放出しながら安定化していき、長い時間の後には半減(1/2)→半減の半減(1/4)→さらに半減(1/8)と放射性元素の数は減少していくはずです（それにより放射線の強度も減少していく）。

なお、広島・長崎の爆発後に環境に放出された放射性物質の総量は、チェルノブイリ事故でそれの400分の1に過ぎなかったと言われています。元々、少量の核物質（せいぜい十数キロ）を急激に反応させて一気に破壊力を得る原爆は、その爆発の瞬間に放出される放射線こそ強力無比ですが、ウラン・プルトニウムの残り滓である各種放射性物質は大した量ではありません（燃料が十数キロだとすれば、残り滓も同程度です）。爆発時の強力な放射線照射により淡い放射能を持った爆弾の破片なども多少はあるでしょうが、強力な放射性物質はウラン・プルトニウム由来の残り滓であると考えられ、量的には決して多くないのです。
ところが大量の核燃料（何トン・何十トン）を長時間にわたって反応させ巨大なエネルギーを生む原子力発電所は、そもそも核燃料の残り滓が非常に大量に生じ、万が一の事故の際はその大量の放射性物質が外部に漏洩しますから、放射能汚染の程度で言えば原爆の比ではないでしょう。

やや蛇足かもしれませんが、広島・長崎の被爆者に放射線障害をもたらした最大の原因は爆発したその瞬間に放出された強力な放射線（主にγ線）であって、爆発後に降り注いだ放射性物質のα崩壊・β崩壊による放射線による被害は、前者に比べれば少量だった（それでも決して軽い被害ではありません。特に放射線源が体内に入った場合）と思われます。広島・長崎の残留放射能が少ないのは、死の灰が地球上に広く拡散していったというだけでなく、そもそも飛び散った放射性物質の総量がもともとそれ程多くなく、汚染は比較的小規模だったということが理由としてあげられるでしょう。

チェルノブイリの場合、爆発の規模は広島・長崎に比べ遙かに穏やかでしたが、爆発によって飛び散った放射性物質の総量は広島・長崎より遙かに多かったでした。よって、土壌は広い範囲で深刻に汚染され、また風によって近隣諸国にまで運ばれた大量の死の灰の影響は、今後広島・長崎よりも遙かに長期間、あの地域を悩ませるはずです。

前にも回答したことがありますが

http://okweb.jp/kotaeru.php3?q=108154

放射性同位元素は、別の元素に変わるときに放射線を出します。 半減期が短いものほど、短い時間にたくさん放射線を出します。

したがって、半減期のとくに長いもの（たとえば未反応のウランやプルトニウム）は当時爆発で拡散したままほとんど減ってはいませんが、当時も今も放射線の量は少ないままです。

一方、半減期の短い核反応生成物は、投下直後には大量の放射線を出したけれど、もはや残っていない。

そのように解釈できると思います。

反応していないウランやプルトニウムも漂いますが、核分裂生成物であるストロンチウムやセシウムなども漂います。

爆発直後は大変高温なので気化してしまうと考えられます。ガス化したり、再び凝結して微粒子になるものもあるでしょう。これらは一部はフォールアウトするものもありますが、多くは大気中に漂うことになります。

いくら放射性の強い物質であっても微量であれば、人体に与える影響は無視できるようになります。地球上どこにでも放射能は観測できます。その中で生物は生きてきたのですから、影響はありません。

半減期は、崩壊する寿命の平均値です。もっと短時間に崩壊するものもあれば、逆に半減期を遥かに越えて存在するものもあるのです。いずれにせよ半減期で、半分は崩壊するわけです。ちなみに全地球に散らばったものを集めたのと同じと考えてのことですよ。

反応していないウランやプルトニウムも漂いますが、核分裂生成物であるストロンチウムやセシウムなども漂います。

爆発直後は大変高温なので気化してしまうと考えられます。ガス化したり、再び凝結して微粒子になるものもあるでしょう。これらは一部はフォールアウトするものもありますが、多くは大気中に漂うことになります。

いくら放射性の強い物質であっても微量であれば、人体に与える影響は無視できるようになります。地球上どこにでも放射能は観測できます。その中で生物は生きてきたのですから、影響はありません。

半減期は、崩壊する寿命の平均値です。もっと短時間に崩壊するものもあれば、逆に半減期を遥かに越えて存在するものもあるのです。いずれにせよ半減期で、半分は崩壊するわけです。ちなみに全地球に散らばったものを集めたのと同じと考えてのことですよ。

広く環境中に拡散してしまうからです。

例えば長崎で炸裂したプルトニウム爆弾から、半減期の長い放射性物資や未反応のプルトニウムは大量に（特に危険なものは数kg程度だと思います）飛散しました。そのうち半減期が数百年か、それ以上の物質については、滅することなく未だ地球環境を漂っています。それは間違いないです。

しかし地球は数kg程度の放射性物質が飛び散っても十分に薄めることが出来るくらい巨大ですから、広島・長崎の放射性物質も今では広く薄まってしまって人間に影響を与えるほどの問題ではなくなってしまいました。

地球内からも宇宙からも、地表は常に放射線の照射を受け続けています。よって、ある程度薄まってしまうと、人工の放射能はその中に紛れてしまうのですね。
例えばチェルノブイリやスリーマイル島の原発事故現場も、事故直後は半減期の長い放射性物質に汚染されましたが、徐々に拡散し、いずれ自然放射能と大差ないレベルまで放射線の強度は低下するでしょう。

もっとも、だからといって人工の放射線物質で地球を汚染して良いということにはなりませんが…。