誘導放射能(人工放射能または人為的放射能とも呼ばれる)とは、放射線を用いて、それまで安定していた物質を放射性にするプロセスである。[ 1 ]
中性子活性化は、誘導放射能の主な形態です。これは、原子核が1つ以上の自由中性子を捕獲したときに起こります。この新しい、より重い同位体は、関与する化学元素に応じて、安定または不安定(放射性)のいずれかになります。中性子は原子核の外では数分以内に崩壊するため、自由中性子は核崩壊、核反応、および宇宙線や粒子加速器からの放出などの高エネルギー相互作用からのみ得られます。中性子減速材によって減速された中性子(熱中性子)は、高速中性子よりも原子核に捕獲されやすいです。
あまり一般的ではない誘導放射能の形態は、光崩壊によって中性子が除去されることによって生じます。この反応では、高エネルギー光子(ガンマ線)が原子核の結合エネルギーよりも大きなエネルギーで原子核に衝突し、中性子が放出されます。この反応の最小カットオフは、重水素の場合は 2 MeV、ほとんどの重原子核の場合は約 10 MeV です。[ 2 ] 多くの放射性核種は、この反応を誘発するのに十分なエネルギーのガンマ線を生成しません。食品照射に使用される同位体(コバルト 60、セシウム 137)はどちらもこのカットオフよりも低いエネルギーピークを持つため、食品に放射能を誘発することはできません。[ 3 ]
高中性子束を持つ特定の種類の原子炉内部の環境は、放射能を誘発する可能性があります。これらの原子炉内の部品は、被曝した放射線によって高放射性になることがあります。誘発放射能は、最終的に処分しなければならない核廃棄物の量を増加させますが、制御不能な場合を除き、放射性汚染とは呼ばれません。
イレーヌとフレデリック・ジョリオ=キュリー夫妻は 1934年に誘導放射能を発見し、この発見により1935年のノーベル化学賞を共同受賞した。[ 4 ]
イレーヌ・キュリーは、両親のマリーとピエール・キュリーとともに、放射性同位体に見られる自然放射能の研究から研究を始めました。イレーヌはキュリー夫妻の研究から独立し、安定同位体にアルファ粒子(αと表記)を照射することで、安定同位体を放射性同位体に変える研究に取り組みました。1934年、ジョリオ=キュリー夫妻は、ホウ素やアルミニウムなどの軽い元素にα粒子を照射すると、α線源を取り除いた後も軽い元素が放射線を放出し続けることを示しました。彼らは、この放射線が、電子と同じ質量を持ち、単位正電荷を1つ持つ粒子(現在では陽電子として知られている)から構成されていることを示しました。
イレーヌとフレデリック・ジョリオ=キュリー夫妻が行った研究は、様々な種類の癌を治療する現代的な技術につながった。[ 5 ]
第一次世界大戦後、コンスタンティン・キリツェスクの支援を受けて、シュテファニア・マラシネアヌはパリに渡って研究を続けるための奨学金を得た。1919年、彼女はソルボンヌ大学でマリー・キュリーと共に放射能に関する講義を受けた。[ 6 ]その後、彼女は1926年までラジウム研究所でキュリーと共に研究を続けた。マラシネアヌは同研究所で博士号を取得し、ポロニウムの半減期を研究し、アルファ崩壊の測定方法を考案した。この研究により、彼女は放射性同位体がポロニウムのアルファ線に曝された原子から生成される可能性があると考えるようになり、この発見がジョリオ=キュリー夫妻の1935年のノーベル賞受賞につながった。[ 7 ]
1935年、フレデリックとイレーヌ・ジョリオ=キュリー(ピエール・キュリーとマリー・キュリーの娘)は、人工放射能の発見によりノーベル化学賞を受賞しました。シュテファニア・マラシネアヌは、イレーヌ・ジョリオ=キュリーが人工放射能に関する自身の研究観察の大部分を、そのことを言及せずに使用したことに落胆を表明しました。マラシネアヌは、10年以上前に提出した博士論文で証明されているように、パリでの研究中に人工放射能を発見したと公言していました。「マラシネアヌは1936年にリーゼ・マイトナーに手紙を書き、イレーヌ・ジョリオ=キュリーが、自分の知らないうちに、特に人工放射能に関する自分の研究の多くを自分の研究に使用したことに失望を表明した」と、 『科学への献身:放射能の先駆的女性たち』という本に書かれています。
しかし、歴史家たちはマラシネアヌの主張に疑問を投げかけている。[ 8 ]