以前から当ウェブサイトでご好評をいただいているのが、「韓国在住日本人」のハンドルネームのコメント主様からいただく「在韓日本人が見た韓国」という読者投稿シリーズです。今回で21回目の投稿は、普段と少し趣向を変えて、「今さら聞けないトリチウム」です。といっても、文章は非常に易しく書かれており、韓国が（ときとして感情的に）反発する「トリチウムが含まれた処理水の海洋放出」について、どう考えれば良いのかがすっきりと整理されることは間違いないでしょう。

読者投稿

昨年の『お知らせ：読者投稿を常設化します』でもお知らせしたとおり、当ウェブサイトでは読者投稿を歓迎しております（投稿要領につきましては『必ずご確認ください（2019/12/16日版）』などをご参照ください）。

今年に入ってからこの『読者投稿』シリーズがますます充実していて、とくに最近では例のコロナウィルス騒動の発生に伴い、現役の医師、理系研究者、工学研究者の方々による解説記事をご投稿いただいています。

こうしたなか、本日はやや趣向を変えて、コロナではなく「トリチウム」に焦点を当てた、貴重な論考を掲載したいと思います。

当ウェブサイトでは以前、『田中復興相、科学的根拠無視する韓国に強烈な反撃』で、田中和徳復興担当大臣が今月18日の記者会見で、福島県の食材を巡り韓国を念頭に「そっちの国よりきれい」と発言した、という話題を取り上げました。

その際に、韓国が日本を「放射能汚染国家」などと罵っているわりに、じつは彼らのいう「汚染水」（トリチウムを含有する水）が韓国の原発から放出されている、という事実についても取り上げたところです。

こうしたなか、普段は「在韓日本人が見た」シリーズを寄稿して下さっている韓国在住日本人様が、本業である化学分野の知見に基づき、非常に有益な論考を執筆くださいました。

（ここから先が韓国在住日本人様の投稿です。）

トリチウム処理水

目に見えない放射線、どう考えるか

今回はいつもと趣向を変えまして、韓国が福島第一原子力発電所から出てくる、トリチウムを含む処理水について考えてみます。今回の内容が「知的好奇心」を刺激するかどうかはわかりませんが、できるだけ多くの人に考えて頂きたいとの思いから、投稿してみることにしました。

日本は国際法に則った処理を行い、世界各国で海洋投棄されている量よりも少ない量のトリチウムを海洋投棄したいという立場です。日本は被爆国ということもあり、放射線については非常にヒステリックです。したがって、他国よりも厳しい管理値を設定し、それを守るように努力します。

日本人の勤勉さも相まって、韓国のような杜撰な管理は行っていないと信じています。少なくとも日本の原子力発電所では、「放射線検知器を導入・設置し、スイッチをいれた瞬間に放射線を感知し警報が鳴る（※）」ということはないはずです。

（※ちなみにこれは実際に韓国で装置を設置した業者の話です。）

とはいえ、実際に放射線というのは目に見えません。人間が幽霊などを恐れるように、目に見えない物は多かれ少なかれ、畏怖の念を感じるのも仕方のない事です。これはコロナ騒動を見ているとよくわかります。

しかし、科学的に考察し、内容が分かってくれば、ある程度は恐怖が薄らぐのも事実です。

ただ、日本の報道を見ていると、トリチウムについて詳細な説明がないように思われます。

そこで、今回はトリチウムについて述べたいと思います。小生は放射化学の専門家ではありませんが、それなりに化学をかじってきましたので、トリチウムについてさほど知識を持たれてない読者が理解できる範疇で可能な限り分かりやすく書いてみたいと思います。

題して「いまさら聞けないトリチウム」です。簡単すぎてつまらないと思われる方もいらっしゃるかと思いますが、そこら辺はご了承して頂きたくお願いします。

（※もっとも、小生よりも専門家の方がいらっしゃる可能性が高いにも関わらず、このような投稿は少々恥ずかしさを感じます。もし、小生の実力不足による間違いや説明の至らない点があれば、どんどん御意見をください。）

トリチウムとは

元素の周期律表は「水兵リーベ僕のお舟」

皆さんは化学の周期律表をご存じだと思います。

参考：元素の周期律

（【出所】環境省ＨＰ『原子の構造と周期律』）

この元素の周期律表、「水兵リーベ僕のお舟…」という語呂合わせを呪文のように唱えながら暗記した方も多いでしょう。この周期律表は、もともとはメンデレーフという人物が元素の並びの順番に関する概念を作り出し、それを一つの表にしたものが起源です。

元素は原子からなり、原子は原子核と電子からできています。元素の並びはその原子核に含まれるプラス電荷をもつ陽子の数です。したがって、その元素に含まれる陽子が１個ならば周期律表の１番、陽子が92個ならば周期律表の92番に表示されます。

この番号どおりに元素を並べていくと、水素（H）、ヘリウム（He）、リチウム（Li）、ベリリウム（Be）、ホウ素（B）、炭素（C）、窒素（N）、酸素（Ｏ）、フッ素（F）、ネオン（Ne）…となり、うまく語呂合わせした呪文が「水兵リーベ僕のお舟…」です（※カッコ内はその元素を表す記号です）。

トリチウムとは同位体の一種

さて、この周期律表には現在の人類が把握している全ての元素が載っています。ところが、周期律表の中にはトリチウムという元素名はありません。さて、これは何でしょう？

じつは、100年程前にラザフォードという人が、原子核には陽子以外のもの（中性子）が含まれることを予言しました。そして、その後いろいろな人が実験を重ねた結果、元素をよく確かめると、原子核に含まれる中性子の数の違いによって、元素は一種類ではないことがわかってきました。

同一の元素でありながら、中性子の数が異なるものを、同位体（アイソトープ：Isotope）といいます。

水素にもこのような同位体が存在し、中性子を含まない水素を基準として、１個の中性子を含む水素を重水素（デューテリウム：Deuterium）、２個の中性子を含む水素を三重水素（トリチウム：Tritium）としました。

といっても、じつはこの名称は慣用名であり、放射線研究の初期のころに命名されたものがいまだに残っているに過ぎません。

そして、このような同位体はたくさんあります。たとえば炭素は陽子６個、中性子６個のものを基準として、中性子が７個のものを13C（炭素13：Carbon 13）、中性子が７個のものを14C （炭素14：Carbon 14）といいます。

ほかにもよく耳にするものとしては、ウランの235U（原爆の材料）と238U、コバルトの59Coと60Co（γ線の線源）などがあります。これらの同位体にも慣用名はあったのでしょうが、現在は水素の同位体以外、ほぼ用いられていません。

ここで使われている元素記号の前につく数字のことを「質量数」と言います。陽子と中性子の数を足したものに等しくなります。本来ならば上付き文字で数字を記載せねばならないのですが、小生の場合、外国からの投稿が原因なのか分かりませんが、文字化けする可能性が高いので半角文字で記載します。

食塩で被曝する人はいない

同位体は放射線を出すものが多いです。このため、カタカナで「アイソトープ」などと書かれたものを目にすると、「放射能が～」、などと早とちりする人もいますが、かならずしも全ての同位体が放射線を出すわけではありません。

たとえば上記の炭素の場合だと、炭素14は放射性物質ですが、普通の炭素（炭素12と書くべきなのでしょうが、今回は省略します）や炭素13は放射線を出しません（※蛇足ですが炭素は植物や動物の体を形成する重要な元素であるため、炭素14の放射線を利用した年代測定は有名な方法です）。

また、私たちが食する食塩は塩化ナトリウムですが、その中に含まれる塩素は塩素35と塩素37がほぼ３対１の割合で存在しています。しかし、食塩を摂取して高血圧になるリスクは聞いたことがありますが、被曝するリスクは聞いたことがありません。

トリチウムの性質

物理的・原子的な性質の違い

トリチウムの化学的性質は水素とほぼ同じであり、酸素と反応すれば三重水素水になります。水がH2Oであるように、２個のトリチウムが酸素と反応すればT2O、水素とトリチウムが１こずつ酸素と反応すればHTO、といった記号で表わされます。

ただし、水素とトリチウムでは原子自体の重さが違うため、物理的性質に差が出てきます。たとえば水（H2O）が氷になる温度は０℃であり、沸騰する温度は100℃ですが、三重水素水（T2O）の場合は氷になる温度が９℃であり、沸騰する温度は104℃です。

また、原子的な性質としては、トリチウムは水素と異なり、原子核にある中性子が電子を放出します。その結果、中性子は陽子に変わり、結果的に陽子の数が増えるため、周期律表では２番の元素であるヘリウム（3He）に変わります。

このとき放出される電子が、放射線の一種であるβ線です。

トリチウムが放出するβ線のエネルギーは平均5.7keV（キロエレクトンボルト）で、最大でも18.6keVです。eVとは非常に弱いエネルギー単位のことで、J（ジュール）やカロリーと同じです（ちなみにカロリーに換算すると1cal=2.613×10^19eV=4.2Jとなります）。

トリチウム以外にもβ線を放出する原子としては、137Cs（セシウム137）がよく知られています。この137Csが放出するβ線のエネルギーは２種類あり、94.4%の確率で514keV、5.6%の確率で1176keVが放出されます。

• トリチウム…平均5.7keV、最大18.6keV
• セシウム137…94.4％の確率で514keV、5.6％の確率で1176keV

セシウム137が放出するβ線のエネルギー量は、いずれもトリチウムに比べ、かなりの高エネルギーであることがわかります。

ガンマ線も重要

ところで、よく「β線は紙一枚あれば防げる」と錯覚している方がいらっしゃいます。しかし、セシウム137の場合、放出する放射線は、β線だけではありません。同時にγ線も放出されます。このγ線は電磁波であり、β線と違って物質を透過する能力が高い、という点に注意が必要です。

したがって、このような放射性物質から出る放射線を遮蔽する場合は、β線だけを考えるのではなく、同時に放出されるγ線も考慮に入れなければなりません。トリチウムレベルの弱いβ線の場合ならば正しいのですが、実際に放射性物質を取り扱う場合は、γ線まで遮蔽しようとすると紙一枚では不可能です。

ちなみに、この137Csはブラジルで被爆事故を起こしており、かなり危険な物質なため、各国で厳重に監視されています。ただ、小生の住む国では排水溝に廃棄（？）していたらしいです。

原子力研究院で放射性物質「セシウム137」漏れ（2020.01.22 16:31付　ネイバーニュースより【※韓国語】）

トリチウムの回収

韓国「トリチウムは危険」

いま、韓国が福島第一原子力発電所から出てくる汚染水を処理した後の処理水の海洋投棄に対して喚いているのは、この処理水にはトリチウムが含まれており、それが地球環境に影響を及ぼすことが理由だといっています。

実際、どうなのでしょうか。

たしかにトリチウムは人工放射性元素の一種であり、地球上に存在するトリチウムの少なくとも半分以上は核実験や原子力発電所等、人間が作り出したものです（自然界では宇宙線等でも生成します）。

これだけ隣国からギャーギャー騒がれ、また福島の漁業関係者の方々も、海洋投棄後の風評被害を心配しております。それならば、いっそトリチウムまで回収処理した処理水にすれば良いのではないかと思われる方もいらっしゃるかと思います。

あるいは、もしかしたらトリチウムは回収できないと思われている方もいらっしゃるかと思います。

結論：トリチウムを回収しても意味がない

結論から申し上げれば、トリチウムの回収法はあります。しかし、回収しても意味がありません。

これについて述べるのに、少し寄り道をします。

いまやトリチウムは嫌われ者です。ところが、同じ水素の同位体である重水素は逆に人気があります。自然界に存在する重水素は0.015%とわずかですが、この重水素は使い道がかなりあり、なかでも最も大量に用いられるのは原子炉です。

重水素で出来た水（重水）は原子炉の中性子減速材として使用されており、重水を使用する原子炉を重水炉と言います。日本で重水炉は「ふげん」だけで、残りは軽水炉、いわゆる普通の水（H2O）を用いています。

そして、重水は自然界にわずかしか存在しないため、高濃度重水は価格が非常に高くなります。99％の重水が約25万円/kgです（ちなみにトリチウム、つまり「三重水素水」は約300万円/gですが、使い道がまだ限られているため需要はさほど多くないと思います）。

原子炉に用いるのは、これよりさらに純度が高いものであるため、もっと高価になると思われます（※ちなみに「ふげん」の場合は99.7%以上）。ちなみに韓国の月城原発の場合、重水消耗量は2.8t/年だそうです（下記記事参照）。

月城原発重水消費世界最小（1989.12.30付　韓国経済新聞より【※韓国語】）

重水炉は重水だけを見ればえらい金食い虫ですが、天然ウランをそのまま使用できる等のメリットがあります（なお、韓国の月城原子力発電所の１～４号機が重水炉にあたります）。

重水は濃縮により得られる

このような重水は地球上に存在するH2Oから、重水を濃縮することによって得られます。重水もT2O同様、H2Oとは物理的性質が多少異なるため、その差を利用して「濃縮する」ことができます（※「濃縮する」とは、言い方を変えると、「回収する」、という意味です）。

ところが、問題はコストです。たとえば重水炉で用いる重水は、核分裂時に生じる中性子の影響でトリチウムができます。したがって、重水からトリチウムを分離する処理が必要です（※ちなみに「ふげん」の重水処理能力は15L/日で、設備価格は6億円だそうです）。

H2Oも重水もT2Oも物理的に差があるとはいえ、性質がかなり似ていますので、濃縮する際には何度も濃縮作業を繰り返さなければなりません。何度繰り返せばよいかというのは、化学的な話になりますが、分離係数から理論段数を計算すれば得られます（難しいので飛ばしても構いません）。

天然に含まれる平均的な重水の濃度は150ppm程度です。それをH2Oから分離して99.8%の重水を得ようとすると、計算された理論段数は308段（普通のH2Oから99.8％の重水を得るためには、308回処理する必要がある）、ということです。

完全な分離は不可能である

このように、「沸点の差を利用し、気相と液相での存在比の違いによって分離する」という方法を、「水蒸留法」といいます。ただ、この方法は分離係数が小さく、効率的ではありません。20gの重水を得るためにはH2Oを360kgも蒸発させなければならないからです。

以上のようにH2Oから重水を得ることは膨大な時間と手間がかかります。これをT2Oに当てはめたとしても、同様に膨大な時間と手間がかかります。重水はこのように手間暇をかけて天然のH2Oから濃縮されます。そして濃縮後にはH2Oが残ります。

ところがこのH2Oには、じつはまだ重水が残っています。これは「濃縮」という作業が、ある程度の割合で重水が多く含まれるH2Oと、少なく含まれるH2Oに分けているだけで、完全に重水を取り除いているわけではないからです。

言い換えれば、天然のH2Oからいくら重水を濃縮して除いても、H2Oの中には必ず重水が残っているということです。

そして、これはトリチウムを含む処理水に関しても、まったく同じことがいえます。トリチウムも重水と同じような性質であるため、いくら除去をしても、いくら高価な装置と膨大な時間を使っても、トリチウムを完全に取り除くことはできないのです。

基準を設け、薄めて廃棄するのが合理的

したがって、放射性物質に関しても、同様にすべて取り除くことはできません。

では、ある程度の許容量を設定して、廃棄するのはどうでしょう。それならば、規定値以下のトリチウム濃度までトリチウムを回収処理すれば廃棄することができます。

ここで、処理水とは「トリチウムを含んだH2O」です。ですから、大量のH2Oで希釈すれば、わざわざ高価な装置や膨大な時間を費やさなくとも、トリチウムを回収処理した処理水と同じであるという理屈になります。

では考えられる許容量とはどの程度なのでしょうか。

これには考え方がいくつかあります。実際の生物学的見地から得られる許容量もあります。あるいは近隣諸国の排出する濃度から算出される許容量もあるでしょう。WHOやIAEA等の国際機関が定めた許容量もあるでしょう。それらについては下記URLを参考にしてください。

トリチウムの性質等について(案)（参考資料）（経済産業省ＨＰより【※ＰＤＦ】）

まとめますと、トリチウムを含んだ処理水からトリチウムを回収することは可能であるが、それには膨大な時間と手間とコストがかかりますし、それだけかけてもトリチウムをゼロにすることはできません。

それならば、ある許容値を設けて、それに相当するトリチウム濃度まで希釈し、廃棄すれば最も効率的であるということになります。

トリチウムの生物・環境への影響

トリチウムの生物に対する影響に関しては、小生が生物学者ではないので専門家にお任せします。

ただ、人体に対する影響について少し考えるなら、体内での滞留時間で議論が出来ると思います。人間の体内の水が全て入れ替わるの時間に関しての日数はいくつかありました。あるサイト①では30日程度、また別のサイト②では2週間、医学的論文③から単純計算すると3週間となります。

• ①財寶温泉『１日に必要な水分量』
• ②ミネラルウォーター辞典『体の半分以上は水分ですから口に入れる水選びも大切です』
• ③国立研究開発法人科学技術振興機構『水とヒト―生理的立場から―』【※ＰＤＦ】

またトリチウムは放射線の強度が弱く、体内滞留時間が短く、体内に蓄積することがないとすれば、人体に対する影響はほぼないという結果が報告されています。

トリチウム水およびトリチウム化合物の生体影響について（経済産業省ＨＰより【※ＰＤＦ】）

ただし、化学的に言えばトリチウム（T）と体内中の有機物に含まれる普通の水素（H）は簡単に交換され、トリチウムを含む有機物として、水分よりも長く体内に留まります。したがって、小生が示したような、体内の水の滞留時間のみで話をするのは正確ではありません。

このような研究結果に対し、恣意的だと批判する人はいるでしょう。しかし、小生はあくまで化学を学んできた一人として、現在の科学的な検証に基づくトリチウムの人体への影響はほぼないとする判断は致し方ないと考えます。

最後に

今後、トリチウムが何らかの形で生態系や地球環境に影響を及ぼす可能性は100%ないと断言することはできません。しかし、現在までの経験や科学力を総動員しても、今以上の結果は得られません。完全に影響がないことを現在の科学で証明するのには無理があります。

いや、「100%問題ないとわかるまで危険だ」と判断するならば、現在我々が生きるために必要な水や食料にしたって、「100%安全である」という証明を出さなければなりません。

以上より、小生の意見は、

「トリチウムを含んだ処理水については基準値以下の濃度となっている限り、現在の科学レベルでは問題ないと判断できるため、投棄するのは致し方ないが、100%問題ないとは言いきれない。苦渋の決断ではあるが、現状を考慮した場合、投棄はやむを得ない」

です。

蛇足ですが、つい最近まで「おしろい」は鉛白というものを使ってました。

鉛がサビて出来るもので、化学的には塩基性炭酸鉛と言います。現在では鉛中毒のため肌に塗りたくる人はいませんが、世の東西を問わず、昔は盛んに使われていました。鉛白の毒性が問題になり、無鉛鉛白の研究が始まったのが明治の中頃だそうです。詳細は下記URLを参照ください。

色材からみた化粧品の歴史（国立研究開発法人科学技術振興機構ＨＰより）

放射線に関する学問は比較的歴史が短いです。レントゲン博士がX線を発見したのが125年前です。そこから始まった放射線の研究ですから、まだまだ分からないことは多々あります。

さらに、放射線の人体に対する影響は原爆のデータや原発事故で検証されたものがほとんどなので、蓄積されたデータもさほど多くはありません。トリチウムも鉛白のように後になって「実は恐ろしい物質でした」とならないように、現在は祈るしかないと考えています。

駄文にて失礼します。＜了＞

安心に無限のコスト掛ける愚

普段から韓国在住日本人様の論考を拝読していて感じるのは、「化学的」な知見だけでなく、「科学的」（あるいは論理的）な思考態度の素晴らしさです。

トリチウムはそもそも自然界に存在するものであるということ、完全に除去することは不可能であること、したがって科学的には薄めて海洋投棄するのがもっとも合理的であるということについては、過去に当ウェブサイトでも何度か紹介して来た論点です。

そういえば、処理水問題では左派メディアが「科学を振りかざすな」と怪気炎を上げる一方、コロナウィルス騒動では自称保守言論人が「140字でまとめて」とのたまうほどですから、科学を軽視しているという意味では、両者ともに構図が共通しているというのも、まことに残念な話です。

いずれにせよ、読者の皆様の読後感を損ねないために、本稿はここで締めたいと思います。

韓国在住日本人様、本当に毎回、有益で興味深い論考をご投稿下さっていることに対し、心の底から感謝申し上げますとともに、どうか当ウェブサイトのご愛読とお気軽なコメント、そして可能な範囲で結構ですので、論考のご提供を賜りますよう、何卒よろしくお願い申し上げます。