010 誘 導 放 射 能 に よ る 中 性 子 被 曝 線 量 の 評 価 に 関 す る 基 礎 的 実 験 * (1) 

Vo1. 2， (1963) 

010 誘 導 放 射 能 に よ る 中 性 子 被 曝 線 量 の 評 価 に 関 す る 基 礎 的 実 験 * (1) 

西 脇 安 ぺ 本 田 嘉 秀 ， 木 村 雄 一 郎 ， 森嶋弥重， 古賀妙子

Fundamental S t u d i e s  o n  t h e   E s t i m a t i o n   0 /   t h e   Neutron  Exposure  b a s e d   upon  t h e   Nnutron‑induced  A c t i v i t i e s  

0 /   t h e   Body Fluid 

By Yasushi NISHIW AKI*

ペ

YoshihideHONDA，  Yuichiro KIMURA. ，Hiro:shige MORISHIMA  and Taeko KOGA. 

As thd fundamental studies on the estimation of the neutron exposure of  the  body based upon the neutron‑ind ucedactivities of the body f1 uid， a series of  experiments have been carried out to determine the relationship between Na con‑

centration  and 24Na  production  per  unit neutron by irradiating normal human  blood serums

， 

aqueous solutions of NaCl with different concentrations of Na with  UTR‑B Reactor of Kinki University. 

No significant  difference  was found in  the ratio of the induced 24Na and  the  stable  23Na (24Na/23Na) per  unit  neutron  for  the  range  of concentration of  NaCl  from 0.3  to  O. 85 ~ち， but  the  ratio  of  theinduced 24Na and the stable 23Na  (24Naj23Na) per unit neutron in normal human blood serum was observed  to  be 

lower than that of 0.85 % aqueous solution of NaCl (physiological saline). 

I

ま え カtき

中性子被曝時における個人被曝線量の評価1)に関し では， γ線用フィルムによる (n，γ)反応を利用した 熱中性子線の測定，ポケットチエンパーによる測定，

中性子線用フィノレムによる測定などの方法が普通使用 されているが，これらは中性子の人体による吸収が強 いため，着用部位によって必ずしも妥当な線量が測定 されているとは限らない。そこで中性子による生体の 誘導放射能， とくに血中の 23Naの熱中性子による 24Naへの活性化を利用して，その被曝線量を推定す る方法が，事故時の線量評価2)‑5)1乙用いられ，その 有用性が認められている。被曝した速中性子は生体の 構成元素である水素，酸素，炭素などによって減速さ れ，このようにして生じた熱中性子が24Naの生成に 関与すると考えられる。したがって生成された 24Na の量は生体を通過する平均化した熱中性子線束(f1u‑

ence)の指標となるわけである。また一方生体にお

いて，中性子による23Naの24Naへの活性化は， ~

曝した総中性子線量の画数であるばかりでなく，入見 中性子線スペクトノレ，生体の大きさ，すなわち体重，

被曝方向などによっても影響を受ける。そして生E 24Naの放射能と中性子線量との聞の関係、がわかれば 2壬Na/23Naの値より中性子線量の算出引を行なうt とが可能である。乙のような関係は模擬実験より求b られ，いろいろと検討が行なわれているが，生きた3 物(主としてロノイ〉の代り1とO.85%NaCl溶液(生3 的食塩水)を満したファントムを使用した実験も行f われて， Sandersら仰によれば両者に著明な相違l ないと報告されている。一般に誘導放射能より被曝l た中性子線束密度を算出するためには，問題の核反』

の起とる断面積 (σ)が用いられる。しかしながらー

*本研究の要旨は日本放射線影響学会第5回研究 会(昭和38年7月〉において講演。

**東京工業大学原子炉工学研究所 Tokyo Institute of Technology 

‑ 51一

民生体の中性子に対する遮蔽効果，減速作用，散乱 する。

カ果などにより入射中性子に対する生体内の23Naの 書獲の確率は生体外とは異なり7) また23Naの濃度 こよっても影響を受けるものと考えられる。乙のよう Z濃度依存性は中性子による誘導放射能から，実際に 且織の受けた線量を評価する場合に考慮すべき問題点 さあると思われる。われわれは今回この点に関し実験

E

行ない，若干の検討を加えたので，その結果を報告

Concrete  T'tP  Closure 

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近畿大学原子力研究所年報

I 

実験材料および方法

1 .

照 射^l

用いた中性子線は熱出力O.lWのUTR‑B原子炉 (Fig. 1)で得られたもので，黒鉛反射材中ζl設けら れた実験孔において，容量 2mlのプラスチックカプ セルに試料を納めて照射した。

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Shie Id  Tank 

Junc1tion  Box 

/ / 1 1   Core  Tank (Lilht Water)  Graphite  Reflector 

Fuel  Elemenl 

Fig. 1.  Sectional  Diagram  of  UTR‑B 

2 .

照 射 材 料

5 .

血清総Na量の測定 採血分離した正常人血清，および最純NaClを脱イ

「ン水に溶解調製した各種濃度の NaCl溶液を用い

』

。

3 .

放 射 能 測 定

照射終了後直ちに試料の一定量をステンレス試料皿 こ採り，常法にしたがい乾燥の後，ガスフロー型ロ‑

fックグラウンド計数装置(神戸工業製)により放射 旨減衰を追い，得られた減衰曲線より外挿して照射終

「時における24Naの放射能を求めた。また照射試料 土カプセJレに納めたまま， ウエノレ型シンチレーター 1 2×2")を用いRCL512チャンネlレパノレスハイト

「ナラィザーにより，生成誘導放射能を探宗した。

4 .  

熱中性子線東密度の測定

電気試験所放射能研究室より分与された0.025mm

Z

の金箔(約10x 10 mm)を連続6時間照射を行な コた後，同所の黒鉛スタンダードパイル内で照射した 注箔と比較測定し， Cd比より補正を行なって熱中性 F線束密度を算出した。

目立炎光光度計により常法にしたがい行なった。

E 

実験結果および考察

本実験で使用した照射実験孔における熱中性子線束 密度は1.17X 1O(} n/cm²/sec.，金箔の放射化におけ るCd比は5.28であった。この場所において試料を連 続 4時間照射した場合の γ線スペクトjレをFig.21乙 示す。

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I Human 81ωd Serum  200目

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1 

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0.5  1.0  1.5  2.0  En豊rgy

2.5  Mev 

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VoL 2， (1963) 

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0.85 % NaCI Solution 

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2.0  2.5  Mev 

Fig.  2.  Gamma‑Ray Spectra of  lrradiated  Specimens  またFig.3はFig.2に示した光電ピーク1および 4の放射能減衰を， Fig.4は照射試料をローパックグ ラウンド計数装置により測定し，得られた放射能減衰 を示す。

10 

Human  Blood Serum 

。 一 ‑ 0

^Peak 1 (2'Na‑1.37 Mev) 

。 一 ‑ ‑ ‑ 0

Peak4 tNa‑2.75Mev) 

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10 

10  15  20  25 

Fig. 3.  Decay C.urves of Photopeaks  人血清中には多くの元素が存在するけれども，これ らの結果から，われわれの行なった実験においては人 血清の照射においても，有意な放射能としては 24Na および38Clであることが認められた。またそれらの 生成反応は

2 41\.T~ 14.8hr 

23Na+n一一一一→ Na~一一一一→ 4Mg+ 日十 γ 37Cl + n 一一一一→ 3SCl~旦1旦→ 38Ar^+日+γ と考えられる。

10  宇一一一一o Human Blood  Serum  (2税引

ひーーベコ Sal ine  Solulion  (1明.i)

10 

Fig.4  Decay Curves of Human Blood  Serum and Physiological Saline  Solution 

20  25 

照射後 2時間以上経過すれば，有意な誘導放射能と しては斜Naだけが残るものと思われる。

つぎに，正常人組織のNa含有量については， Bal‑

lingerらわによると Table1のような値が示され ている。

Table 1.  Na Content in Body Tissues  Tissue  I _{￨ ( 勿 附}Na ~~~tent I T・ INa Co~tent

le 勿)

Spinal Fluid I O.  5 2 5 I Brain  I O.  2 0 0  Bone  I O.  4 4 0 I Kidney  I O.  1 6 5  Bile  O.  4 0 0 I Liver  O. 1 0 0  Blood Plasma I O.  3 3 0 I Musc1e  I O. 0 8 0  Whole Blood I O. 1 9 0 I Whole  Body I O. 1 5 0 

己~記よ

from  E.R.Ba11inger et al  CNuc1eonicus， 20， 76，1962)  これによると，最も Na含有量の高いのは脊髄液で あり，骨組織が乙れにつぎ， 血泉で0.33必， 全血で 0.19 ~ちとなっており， 骨組織の Na含有量は筋肉の 5.5倍である。とのようなNaの濃度の不均一性が中 性子当りの23Naの24Naへの活性化におよぼす影響 をみるために，われわれは0.3%，0.85勿， 8.5必の3 種の濃度の NaCl溶液，固形の NaClおよび人血清

について，それぞれ中性子当りの24Naj23Naの値を

‑，‑

5 3  

近畿大学原子力研究所年報

比較検討した。その結果はTable2に示す。

Table 2  2壬Na Prod uction  Volume  24Na  Prod uction 

Na  C(cpm 24Na!mg 23Na)!n cm‑2

J 

x 10‑¹⁰  Cd  Specimen  or 

(必) 明Teight Expos ure 1¥ Expo

…

^2¥ Expo

…

^{31  Avg.  Ratio} 

Human  0.394  2.0 ml  2 2.  6 6  1 8.  8 9  1 9.  5 8  20.38土2.06 Blood Serum 

0.3必 NaCl 0.118  2.0 ml  3 O.  2 7  3 O.  2 7  2 9.  7 6  30. 10土0.29

0.85必 NaCl 0.334  2.0 ml  3 4.  7 1  28.  51  3 1.  1 8  31. 4土3.11 23.32  8.5%  NaCl  3.344  2.0 ml  2 6.  7 0  2 6.  7 0  2 6.  7 0  26.7土0.005

Solid  NaCl  0.5 g  1 6.  0 1  1 6.  0 1  1 6.  6 5  16.2:l: 0.29  43. 75  Thermal Neutron Flux Density : 1.17 x 10⁶n cm‑2 scc‑¹ 

Thermal Ncutron Fluence .  : 1. 68 x 10¹⁰n cm‑2 

とれによると ，NaCl 濃度が高いほど入射中性子当 ー，河田燕の両氏および，正常人血清の分与を頂い りの24Naの生成割合が低くなる傾向にあるが， 0.3%  た，大阪市立大学医学部，第1内科，塩田憲三教授に と0.85必ではほとんど差を認めることができなかっ 厚く感謝の意を表する。

た。また人血清では，実験した範囲においてはNaCl (1964年3月31日受理〉

溶液よりも24Naの生成割合が低い傾向にあることが 認められた。 このように血清において， 24Na!23Na  の値がより低いという乙とは，血清中にはNaとClの 他に中性子と相互作用を示す元素があるためと考えら れる。

またこのような24Naの生成に対するepithermal neutronの寄与を検討するためにCd比を求めたと ころ， Table.2に示すように0.85%NaCl溶液では 23.32，固形NaClでは43.75となり，われわれの実験 においてはほとんどが熱中性子の照射によるものであ ると考えられる。

百 む す び

誘導放射能による中性子被曝線量の評価に関する基 礎的実験として，生体の中性子被曝時に問題となる誘 導放射能，とくに24Naの生成について若干の検討を 加えた。その結果は，今回われわれが実験した試料容 量とNa濃度では入射中性子当りの24Naの生成に対し て Naの濃度差は著明な影響を与えないのではない かと考えられる。 しかしながら， 人血清においては 0.85必NaCl溶液(生理的食塩水〉にくらべて24Na の生成割合が低いことは，考慮すべき点であると思わ れる。

本実験において，熱中性子線束密度の測定に関し，

種々御援助を頂いた電気試』験所放射能研^l究室の道}II太

‑ 54‑

一 参 考 文 献 一

1 )日本放射性同位元素協会編:アイソトープ便 覧， 852， (昭37)丸善

2) G. S. Hurst， R. H. Ritchie and L. C. Em‑

erson:  Hea1th Phys.， 

2

， 121， (1959)  3) L. H. Hempelmann  H. Lisco， ]. G. Hof‑

fman : Ann.  Internal Med.， 

3 6

，279， (1  952) 

4) G. S. Hurst， R. H. Ritchie， F. W. Sande‑

rs， P. W. Reinhardt， ]. A. Auxier， E. B.  Wanger， A. D. Callihan and K. Z. MOl・g‑

an : Health Phys.， 

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， 179， (1961) 

5) Hanford Laboratories : Hea1th Phys.， 

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， 759， (1963) 

6) F. W. Sanders and ]. A. Auxier : Health  Phys.， 

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， 371， (1962) 

7) E. R. Ballinger， P. S.  Harris， L. Carr，  R. Hiebert and ]. Larkins : Nuc1eonics，  20， 76， (1962)