比放射能とは？ わかりやすく解説

比放射能（ひほうしゃのう、specific radioactivity^[1]またはspecific activity^[2]）または質量放射能（しつりょうほうしゃのう）とは、放射性同位体を含む物質の、単位質量あたりの放射能の強さのことである^[3]。言い換えれば、単位時間・単位質量あたりに同一の放射性物質が壊変する回数であり、SI単位で表せばBq g⁻¹となる^[4]。SI接頭語を用いてkBqやμgなどの誘導単位として表記されることもある^[5]。特に同一の放射性物質を単位質量だけ集めた時の放射能の強さのことを言う^[5][6]。放射性崩壊は核種ごとに決まったある一定の確率で起こるため、比放射能は核種ごとに固有な物理量である。

放射性物質で汚染された空気・液体・土壌・食品等も同様の単位あるいは質量ではなく体積あたりの放射能の強さ^[7]で表されるが、こちらは単に放射能濃度^[7]あるいは単位質量あたりの放射能という^[8]。これらの量は比放射能と同じ単位で表されるものの、核種ごとに固有な物理量ではない。

物理量としての比放射能

崩壊定数が異なる場合の放射壊変のグラフ。崩壊定数が1/25と最も小さいものは、最も減少する速度が遅い。逆に25と最も大きいものは一番早く減少している。その他も崩壊定数が小さいほど遅く、大きいほど早く減少していることがわかる。

次元は、M⁻¹ T⁻¹であり、単位は、Bq/kg、Bq/g、Ci/gなどである。比放射能が大きい放射性物質ほど、多くの放射線を出す能力があると言える。

放射性物質には、それぞれに固有の半減期があり、同重体（陽子と中性子の数の和が等しい）や同じ元素（陽子の数が等しい）の放射性同位体であっても、壊変によって放出される放射線の量が異なる。

半減期が小さいほど、多くの放射線を出すために、比放射能は半減期と反比例の関係にある。なぜならば、半減期の微分方程式より、微小時間dt 内の崩壊確率はλdt で表されるためである<^[9]。

この関係を別の方法で表現するならば、まず、半減期は

${\displaystyle T_{1/2}={\frac {\ln(2)}{\lambda }}}$ カテゴリ

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