太古から放射線の中で生命は生きてきた 【シーベルト】
宇宙において核分裂・核融合は常にどこかで行われている事象です。地球上で私たちが恩恵を受けている太陽からのエネルギーは、太陽が水素をへリウムに変える核融合反応によって生成されています。太陽サイズの恒星の寿命は100億年と推定されており、太陽誕生から46億年が過ぎて残り半分です。太陽中心にある水素を使いきってしまうと、ヘリウムの核融合反応を開始して炭素や酸素が生成されます。そして、太陽は急激に大きくなって赤色巨星となり、地球も太陽に飲み込まれます。その後、核融合反応が停止すると太陽は自らの重さで縮んでいき、宇宙に多く存在する白色矮星となって一生を終えます。
太陽より10倍以上重い星（超巨星と呼ばれます）の場合、核融合の進行が激しくて寿命500万年と推定されています。水素そしてヘリウムの核融合反応の後、自重によって中心圧力が上昇そして温度も超高温となり、次の段階の核融合反応が開始され、酸素からマグネシウムやケイ素、そして鉄を作り出します。重い物質も生成されますが、鉄が最も安定な物質であるため、軽い物資は核融合して鉄へ、重い物質は核分裂して鉄へ変わっていきます。星の中心は鉄で潰れ、その後ばらばらに壊れて、生成した様々な物質を宇宙へまき散らします。
まき散らされた物質が再び重力で星の中心に集まり、恒星そして惑星を形作ります。まさに宇宙の塵から地球も生み出され、生命が誕生し、人も宇宙の塵の申し子です。しかし、核分裂・核融合などによって放射線が放出され、宇宙には放射線が満ち溢れています。強い放射線は生命を死滅させ、宇宙で生命を維持することは困難です。地球上では、地磁気、大気そして水によって放射線が弱められ、生命を守る環境が偶然にも維持されてきました。
宇宙から地球へ降り注いでくる放射線を宇宙線と呼んでいます。地球が大部分を防御してくれていますが、地球上の生命は常に宇宙線に曝されてきました。または、地球上の天然鉱物（ウランやトリウムなど）からも放射線が放射され続けており、私たちも自然環境から放射線による被ばくをしています。日本における平均の自然被ばく量（年間）は1.5ミリシーべルト(mSv)と計測されています（世界平均で2.4 mSv) 。ただし、大地の組成や高度によって地域差が生じます。
人体や生物に対する放射線量を表す単位としてシーべルト(Sv)が用いられます。ただし、Svは大きな値であるため、千分の一の単位であるmSvが一般的に表記されます。人体に影響が生じ始める（発がんリスクの上昇がわずかに認められる）放射線量は100 mSvと言われています。100 mSv以下では人体への影響は観察されていません。放射線量は蓄積されていく量であるため、１時間当たり 1 mSvの放射線が照射されるならば100時間で達してしまいます。1 Svを超えると健康に害が現れ、具体的にはリンパ球が減少し始めて免疫力が落ち、感染症で命を落とすかもしれません。4 Svでは治療しなければ50%の被ばく者が死に至り、50 Svを超えると48時間以内に死亡すると報告されています。
身近なところで、胸部レントゲン撮影を１回受けると0.05 mSvの被ばくをします。宇宙線の強度は、高度が上がるにつれて大気による遮へいが低下するため、1,500 m上昇するごとに約２倍になります。10,000 m上空を飛行する航空機では地上の100倍近い放射線が浴びることになります。東京－ニューヨーク間を航空機で移動すると0.2 mSvの放射線を被ばくすることになります。高度400 kmの宇宙ステーションでは、宇宙飛行士は１日 1 mSvの被ばくを受け、半年の滞在で約180 mSvにも達することになります。
地球から離れた場合、地球圏の外側では太陽から放出されたプラズマの流れ いわゆる 太陽風が吹き荒れています。平均速度は秒速350～700km、温度は摂氏約10万度に達する太陽風は、主に陽子と電子からなり、まさに放射線の束と言えます。地球の中心には、溶解した鉄のコアが強大で巨大な発電機（ダイナモ）として電流を発生させ、強力な磁場を形成しています。この地球が生み出す地磁気によって、太陽風を捻じ曲げて弾き飛ばして、大気圏まで吹き荒れるのを防いでいます。このため、地磁気が弱い火星と異なり、大気が宇宙空間へ飛ばされることを防いでいます。
太陽風と地磁気が対決している場では、高いエネルギーを持った荷電粒子が多く存在します。アメリカ初の人工衛星 エクスプローラ１号に積んだ計器を通じて、宇宙物理学者 バンアレン(Van Allen)によって発見され、バンアレン帯(Van Allen radiation Belts)と呼ばれています。バンアレン帯の形はひしゃげたドーナツ状をしており、1,000 kmから60,000 kmに渡っています。地球圏を出るためには、この放射線量が極大なバンアレン帯を通過しなければなりません。可能な限り短時間で通過する必要があり、通過だけで20 mSV程度の被ばくをすると言われています。
1972年 4月27日 アポロ16号は月から地球に帰還しました。その年の８月に大規模な太陽フレアが発生しました。もし宇宙飛行士が月面上にいて、太陽フレアから発生した太陽風を直撃したとしたら、宇宙服を着用していても10 Svに達していたと見積もられています。致死量に達する被ばくとなります。
宇宙に溢れている放射線は何でしょうか？ 1898年にイギリス物理学者 アーネスト・ラザフォード(Ernest Rutherford)がウランから放射される放射線を発見し、物質中で直ぐに止まる線をα（アルファ）線、なかなか止まらない線をβ（ベータ）線と名付けました。その後にβ線よりもっと浸透力が強い線が発見され、γ（ガンマ）線と名付けられました。現在ではそれぞれの正体について、α線がヘリウム原子核、β線が電子、γ線が電磁波であることが判っています。そして、中性子線、陽子線といった放射線の種類もあります。
放射線を出す物質のことを放射性物質と呼んでおり、ウラン、ヨウ素やセシウムなどがあります。α線を出す放射性物質にはプルトニウムやウランがあります。生体に吸収された放射線のエネルギー量が同じであったとしても、α線による影響はβ線やγ線と比べて20倍になります。この係数のことを線質係数と呼んでおり、単位 シーべルト(Sv)は線質係数を考慮して放射線量を表しています。
| 種類 | 線質係数 | 正体 | 防御 |
| α線 | 20 | 高速で飛び回るヘリ ウムの原子核 |
紙やアルミ箔程度 |
| β線 | 1 | 電子の高速な流れ | 厚さ数mmのアルミ板や厚さ 1 cm程度 のプラスチック板、水 10 cm程度 |
| γ線 | 1 | 電磁波 | 透過力が強く、コンクリートや鉄、鉛 など、鉛でも 10 cm程度の厚さが必要 |
| 中性子線 | 10 | 中性子の高速な流れ | 遮へい困難、1 m以上の厚さの鉛が必要 水素原子を含む水によって減速、ホウ素 化合物などで吸収 |
| 陽子線 | 5～20 | 陽子の高速な流れ | 到達距離は放射エネルギーによって異なる |
放射性物質と放射線生成の仕組みについて、放射性物質は不安定な物質であり、安定した物質へ変化していきます。この反応を原子核崩壊と呼んでおり、放射性物質の原子核が放射線を放出して別の原子核に変化することです。原子核崩壊には、放出する放射線に応じてα崩壊、β崩壊、γ崩壊などがあります。
放射性物質のウランを例として取り上げます。天然のウランには、質量数238の同位体を99.3%、235の同位体を0.7%、234の同位体を微量に含んでいます。同位体とは、原子番号が同じで質量数が異なるもの、化学的性質は同じです。自然にあるウラン238からの原子核崩壊は以下のように変化していきます。
ウラン238 → トリチウム234 + α線（ヘリウム4）
トリチウム234 → プロトアクチニウム234 + β線（γ線）
プロトアクチニウム234 → ウラン234 + β線
ウラン234 → トリチウム230 + α線
トリチウム230 → ラジウム266 + α線
ラジウム266 → ラドン222 + α線
原子核崩壊はまだまだ続き、最終的には安定した鉛206に落ち着きます。原子核崩壊を受けて、地球内部からしみだしてくるラドン222（気体）が水に溶け込んだのがラジウム温泉です。
原子炉燃料として使用されているウラン235は、中性子を衝突させると大変不安定な状態になります。そして、２つの原子核に分裂して、幾つかの中性子を放出します。代表的な核分裂反応としては下記のようになります。実際には80種類程度の核分裂生成物が生じることになります。これらの生成物が核燃料廃棄物に含まれています。
中性子 ＋ ウラン235 → イットリウム103 ＋ ヨウ素131 ＋ ２個 中性子
中性子 ＋ ウラン235 → ルビジウム95 ＋ セシウム137 ＋ ４個 中性子
この核分裂によって、質量の総和は減少します。この質量欠損は、アルベルト・アインシュタイン(Albert Einstein)が発表した相対性理論の結論である質量とエネルギーの等価性 E=mc2 に従って、質量と光速の２乗を掛け合わした甚大なエネルギーへ変換されます。
ウラン235に中性子を衝突させて、核分裂後に中性子が放出されます。新たに放出された中性子がウラン235に衝突すると、連鎖的に核分裂反応が継続することになります。放射性物質を集めてある程度の塊にすると、核分裂が連鎖反応を起きてしまう量を臨界量と呼ばれています。核爆弾は、ウラン235やプルトニウム239の密度を高め（濃縮して）、臨界量に達せば作り出せてしまいます（怖いほど単純です）。1999年に茨城県東海村においてJCO臨界事故が起きていますが、街中で核爆弾が炸裂するほどに発展する危険性がありました。作業員の２名が亡くなり、１名が重症を負っています。
原子炉燃料には、ウラン235と共にそれほど不安定でないウラン238が大部分の96％含まれています。ウラン238にウラン235の核分裂で発生した高速中性子が衝突して生み出されるのがプルトニウム239です。プルトニウム239は、自然界にはごく微量であり、放射性物質として危険であることはもちろん、化学物質として発がん性もあり極めて猛毒です。臨界量がウラン235より少なくてすみ、核爆弾の原料として用いられています。
中性子 ＋ ウラン238 → ウラン239
ウラン239 → ネプツニウム239 + β線
ネプツニウム239 → プルトニウム239 + β線
地球上の生命が放射線の中を生き抜いてきたということは事実です。放射線によって細胞内の遺伝子（DNA）の切断が起きることも知られています。生命にはDNAが受けた傷を修復する能力も身につけていますが、突然変異を誘発する原因となっており、種の進化を促してきた面もあります。自然放射線ならば自己修復できますが、大量な放射線を受けると、DNAがずたずたとなって大量に細胞が死んで生命が途絶えたり、がん細胞として変異することもありえます。
原発事故が起きる前は気にしなかっただけで、放射線は私たちの周りを飛んでいます。核の時代とも言われる現代において、浴びる放射線の量を管理することは重要で、もしかしたら日常的なことになりつつあるのかもしれません。半減期（半分に減るまでの期間）2万4400年にもおよぶ人類が作り出したプルトニウム、多様な核分裂生成物が含まれた核燃料廃棄物を人類が管理し続けることができるのか疑問に思います。地球の磁気圏を超えれば、高密度の宇宙線（放射線）が飛び回っています。それに対する防御方法を確立しなくては、人が搭乗した惑星間航行を達成することはできません。
参考文献
集団に群れる心理、集団となることで危険なこと 【集団思考】
集団(Group)は、人々が集まった団体であり、ある機能（生産的である必要はありません）を持っています。そして、所属する構成員の間において相互依存の関係があることも特徴です。歴史は人が群れ（集団）を作って行動してきたことを物語っており、集団では漠然と認識している社会性(Sociality)が重要となってきます。
人類は社会性を営む能力を発展させてきました。集団において生きていくため、多くの人を識別したり、習慣に適用できるよう、脳が大きく発達したとも言われています。決まりごとは法律や制度によって定められている気がしますが、人は成長に伴ってあまり意識もせず、社会のルールを理解し、それに従っています。そのように育った社会の影響を受けて、考え方(Mindset)が固定化され、思い込み・先入観、思考様式が決定づけられる負の面も現れてきます。
社会で育てられてきた人だから集団に所属することは当然なのかもしれません。そして、出身地や卒業した学校、勤務している会社や所属している組織を取り上げ、自分が何者なのであるかを説明します。集団に所属した／所属していることが、個人のアイデンティティ(Identity)を示す際に重要となってきます。所属する集団を選べるようになれば、学校、サークル、会社など自分の評価が向上するように選択することになります。そして所属することだけで安心感を得ることができるのかもしれません。
集団を構成される上で、明文化されるか、暗黙であるかは問いませんが、構成員の考え方や行動を律する集団内の約束事が定められてきます。ここでは集団規範(Group Norm)と呼ぶことにします。集団規範は、逸脱者に対する制裁、同調者に対する報酬の規準となり、構成員の意識を画一化する面もあります。日本では個人主義(Individualism)の尊重を謳っていますが、実体は全体主義(Totalitarianism)と思いませんが、集団主義(Groupism)の側面が強いと思います。いじめ問題、不祥事や過労死の事件などにおいて、集団主義の弊害が表れていると思えてなりません。
集団の影響を受けた個人は、自分では自発的な意思で決断していると考えていますが、実際には集団規範に沿って行動しています。その全てが悪いわけではないですが、意識しないところで集団の方針に従って決断する怖さは知っておくべきです。極端の例かもしれませんが、テロリスト(terrorist)集団に加わった市民は、共同生活の中で集団の思考に染まり、一般市民を殺害することを自ら選んで自爆していきます。
集団になることで、個人の行動が変わってくることが指摘されています。有名なのは「赤信号みんなで渡れば怖くない」でしょうか。禁止されていることも集団でならば心理的な抵抗もなく実施してしまう。日本人の特徴として取り上げられることもあります。
集団になると社会的手抜きが発生することはリンゲルマン効果として知られています。フランス農学者 マクシミリアン・リンゲルマン(Maximilien Ringelmann)が、集団作業における１人あたりの貢献度を数値化したところ、１人で行った時の力を100%とすると、２人の場合は93％、３人では85％、４人では77％、５人では70％、６人では63％、７人では56％、８人では49％と1人当たりの貢献度は低下しました。要因は様々なことが考えられますが、集団が大きくなると貢献度が低くなることは明らかです。リンゲルマン効果の余談ですが、メールの返事を求めるならば、宛先に組織や部署名で送信した場合、返信がなかなか戻ってきません。対策として、宛先に担当者の名前を指定すると改善されます。
人間は集団に所属しているのに、集団が招いた結果には鈍感というか認識できていないのかもしれません。戦争、原発事故、テロなどをニュースで知ったとしても、自ら生活している環境が変化しなければ、実感は少なく遠い世界で起きていることと思い込んでしまいます。統計の数字で見れば、飛行機事故による死亡率よりも自動車事故による死亡率の方が高いです。なのに、気軽に自動車を運転しているのに、飛行機に乗ることを怖がります。
多様性(Diversity)の重要性について様々な提言されています。その根底には集団による過ちを防止する意図があると思います。集団化が進めば同質性の強い構成員から集団が構成されます。優秀な人であっても、集団内でのみ成立する考え方で判断を行い、他から見れば違法な行為も正当なことと信じて疑わなくなります。それを集団思考(Groupthink)の愚と呼ばれています。
集団規範が強い集団ほど、異なった意見を持つ人、対立している人を受け入れることは困難になります。ますます集団思考の罠にはまっていくことになります。それを理解している組織では、各自の考え方や思考を受け入れ、異論を唱えることを義務と考えるところもあります。
チームも人々の集まりという点では集団と同じです。ここでもう一度チームの定義に立ち返り、「ある目的のために活動を同じくする人々の集まり」を再確認して、集団化における弊害を取り除くことが必要です。すなわち、目的を達成することに注力して、信頼関係は必要ですが相互依存関係は無くす努力が必要です。
参考文献
問題を解決するため、理論で考えぬく力を磨く【論理学】
数学を通じて論理思考が強化されるはずですが、試験のために答えを導き出す力のみを鍛えています。しかしながら、社会には正解のある問題はありません。中学数学における証明問題で、「ゆえに」の意味で《 ∴ 》の記号、「なぜなら」の意味で《 ∵ 》の記号を用いて解答していましたが、振り返るとあまり使用する機会はありません。
私の経験でも論理計算や論理記号が必要となったのは、計算機（コンピュータ）向けのプログラミングを組むようになってからです。基本として論理積(AND)「∧」や論理和(OR)「∨」があります。論理計算は２進数 真(1)又は偽(0)の世界である計算機（コンピュータ）の内部で実行されていることです。例えば、P∧Qが真(1)ならば「PとQがともに真(1)」となります。
プログラミングを通じて論理思考を鍛えることができますが、プログラミングを体験しただけでは習得できないと思います。そして、思考法として学ぶには別に訓練が必要になります。論理学を体系的に組み立てたのは、古代ギリシアの哲学者 アリストテレス（紀元前前384年〜前322年）です。いわゆる三段論法として、大前提(Major Premise)・小前提(Minor Premise)および結論(Conclusion)から構成されます。有名な例として、「人間は死ぬ」（大前提）、「ソクラテスは人間である」（小前提）、故に「ソクラテスは死ぬ」（結論）との論理立てができます。
前提となる事柄をもとにそこから確実に言える結論を導き出す推論法のことを演繹的推論(Deductive Inference)と呼んでいます。三段論法は演繹的推論の代表です。演繹的推論において、前提が正しいことが絶対となります。確実な事実はない時代であるとすれば、その前提が揺らぐことも考えられ、演繹的推論で導き出された結論は矛盾を抱えていることになります。そして、演繹的推論では前提の枠を超えるような新しい知識は創造できません。
不変的な自然法則、社会共通の基盤となっている法律や判例ならば、公理としての大前提と見なすことはできます。大きな枠組みが決まっている範囲内での問題や推測は、演繹的推論は有効とも言えます。理論派で頭の切れる人は演繹的な考え方が素晴らしく思うかもしれませんが、現実では演繹的推論だけに頼ることは危険な気がします。
それに対して、帰納的推論(Inductive Inference)は、前提となる公理から始めるよりは、事実を知ることを出発点とします。科学的なアプローチは帰納的推論の積み重ねと捉えることができます。帰納的推論とは、「多くの事実観察から一定の法則（ようなもの）を導き出す」という方法とも言えます。
完全に正しい解はなく不確実性が高い状況において、演繹的推論では矛盾を抱えて結論を出せなくなるため、帰納的推論を選択すべきです。不十分な情報や信憑（ぴょう）性に疑わしい情報しかなかったとしても、帰納的推論から仮説を立てて、事実と照らし合わせて、仮説そして検証の過程を繰り返すことによって、仮説の精度を上げていくことができます。
真実は観る者の視点によって様々な姿を見せます。自分が認識したことと他の人が捉えたことは異なってきます。先ほどの信憑性に低い事実も多視点から評価して、見方によっては真実が隠れているし、誰の視点でも間違っているとの結論を得られれば真実ではないでしょう。論理展開として弁証法(Dialectic)が上げられ、「正」である賛成意見を提示し、続いて「反」である反対意見をぶつける。その上で最終的な結論として「合」を得るやり方です。
世界は全て論理だけで動いているわけではないですが、論理的な思考法を理解しているだけで、世界の見方は変わってきます。
参考文献
- 統計学とは何か ―偶然を生かす (ちくま学芸文庫)
- 思考のチカラをつくる本: 判断力・先見力・知的生産力の高め方から、思考の整理、アイデアのつくり方まで (単行本)
- すべてを可能にする数学脳のつくり方
- 大人のための書く全技術
