講義の内容 放射線の基礎放射線の単位低線量被曝のリスク放射線防護

放射線の基礎と防護の考え方

東京大学大学院医学系研究科 鈴 木 崇 彦

講義の内容

放射線の基礎

放射線の単位

低線量被曝のリスク

放射線防護

放射線の特徴は？

物質を透過_する 線量が大きくなると障害_{を引き起こす}

放射線とは？

_{エネルギー です。}

どんな？

_{原子を電離・励起する、または}

原子核を変化させる能力を持つ。

エネルギーの形は？

（粒子線）

_{α線、β線、中性子線}

（電磁波・光子）

_γ線、X線

原子が電離するとどうなる？

電子（陰イオン）が原子からはじき

出され、原子がイオン対に分かれ

ます。

核 放射線 電子（－） 核 （＋） 放射線 _→ 電離_{放射線と呼ぶ} 原子が電離される → 分子（ＤＮＡ）であれば結合が切れる 化学物質であれば、結合が変わる （３価_{→２価、重合など） 放射線影響の基本原理} 吸収

放射線のDNA障害 修復 １本鎖切断 ２本鎖切断 修復 欠損 放射線 DNA DNA分子を構成する 原子を電離 放射線の障害密度が大きい

未処理核 4Gy X線照射4hr X線照射によるヒト細胞のDNAの切断

放射線の特徴

透過性（力）と電離作用

透過性（力）：電荷、質量、エネルギーによって決まる。 電荷を持つ（_{α、β）・・・直接相手を電離する（直接電離放射線）} 電荷を持たない（中性子、電磁波）・・・（間接電離放射線） 電荷が大きい＝相手と相互作用し易い ＝奥に進めない＝透過力が弱い 電荷が無い＝相互作用しずらい＝透過力が大きい 相互作用の相手：電磁波・・・相手の軌道電子＊ 中性子・・・小さな原子核＊

放射線のエネルギーを止める

_{→ 放射線を}

遮へい

_する

それぞれの放射線は、何と相互作用して効率良く エネルギーを失うか？ α線・・・・何とでも相互作用し易い（＋２の電荷、大きな質量） 紙一枚でも遮へいできる β線・・・・相互作用し易いがα線ほどではない 薄い金属、アクリルなどで遮へいする γ線・・・・相手原子の電子と相互作用する→電子を多く持つ原子 と相互作用し易い→原子番号の大きな原子・・・鉛 中性子線・・・中性子と同じくらいの大きさの原子核と衝突して エネルギーを効率良く失う_{→陽子（水素の原子核）・・・水}

放射能(radioactivity)

・・・放射線を出す能力を表す

単位 ベクレル（Bq)

（定義）1秒間に何個の原子が壊変（崩壊）するか

1 Bq = 1 disintegration/second (dps)

壊変に伴って放射線が出るので、放射線を出す能力を

表す。

２．放射線に関する単位

放射能と放射線影響は別々の単位で表される。

放射線の（人体）影響を表す単位 その前に・・・・

放射線には、

（１）ある

線量以上

_{受けないと影響（放射線障害など）}

が出ない（確定的影響）

（２）

少ない量

_{でも放射線を受けるとがんになる可能性}

（リスク）がある（確率的影響）

という

２つの影響

_がある。

（１）は、ある温度以上のものに触れると火傷をするのに

似ている。

（２）は、車に乗れば、ある確率で事故に遭遇する

可能性（リスク）があるのと似ている。

（１）ある

線量以上

受けないと影響（放射線障害など）が

出ない（確定的影響）

たとえば、30℃のお湯に手を入れても火傷すること

はない。しかし、90℃になると火傷してしまう。

_{→火傷（障害）は与えられたエネルギーに依存する。}

放射線の場合、障害を起こす最低線量を「しきい線

量」または「しきい値」とよぶ。

影響の単位は吸収線量グレイ(Gy)で表す。

物質の質量１ｋｇあたりに吸収されたエネルギーが

１ジュール（J）のときを吸収線量１Gyとする。

1 Gy = 1J/kg

（２）

少ない量

_{でも放射線を受けるとがんになる可能性}

（リスク）がある（確率的影響）

たとえば、交通事故でも、バイク、自転車、乗用車、

電車、飛行機と、利用する移動手段によってリスク

の大きさが異なるのに似ている。

放射線の場合、放射線の種類によって、がんの起こり

易さが異なる。

放射線の種類 放射線荷重係数 光子（γ線、Ｘ線） 1 電子（β線） 1 陽子 ２ α粒子、核分裂片、重い原子核 20 中性子 ２.５～2２

放射線の種類だけではなく、放射線を受ける側の（人体）組織に よって放射線に対する感受性（発がんのし易さ）が異なる。 組織・臓器 組織荷重係数 組織・臓器 組織荷重係数 赤色骨髄 0.12 食道 0.0４ 結腸 0.12 甲状腺 0.0４ 肺 0.12 皮膚 0.01 胃 0.12 唾液腺 0.01 乳房 0.12 骨表面 0.01 生殖腺 0.0８ 脳 0.01 膀胱 0.0４ 残りの 組織・臓器 0.12 肝臓 0.0４ がんは、どこにできても個体の死につながる影響と考えると、 部分的に被曝した場合でも個体としての影響を評価する必要が ある。 この個体への影響評価は実効線量として表す。

つまり、放射線による発がんと遺伝的影響は、 ①吸収された放射線のエネルギー ②放射線の種類 ③どこに吸収されたか の３つの要因から算出され、単位はシーベルト(Sv)で表される。 実効線量（Sv)＝吸収線量（Gｙ）ｘ放射線加重係数ｘ組織加重係数 組織が複数になれば、それぞれの合計。

放射線・放射能・放射線影響の単位（まとめ）

放射性物質 （radionuclide) 放射能 （radioactivity) Bq(ベクレル:dps） disintegration/sec 放射線 (radiation) 吸収線量 Gy(グレイ） J/Kg 放射線の 種類 組織の 感受性 等価線量（組織・臓器） 実効線量（全身） Sv（シーベルト） エネルギー(eV) 確定的影響 確率的影響

放射能は放射性

原子固有

_{の時間で半減する}

放射能が半減するまでの時間を

半減期

_という。

例

U-235

7 億 年

U-238

45億 年

C-14

5,730 年

C-11

20.4 分

Cs-137

30 年

I-131

8 日

α線 β線 γ・X線 中性子線 外部被曝（線源が体外） 内部被曝（線源が体内） α線 β線 γ・X線 人体への影響は、何線を出すか、_{エネルギーの大きさは？} どこにあるか（対外・体内）、_{どれくらい長く体内に留まるか} で異なる。放射能（ベクレル）が大きいだけでは判断できない。

被ばくの形態

体内被ばくと体外被ばく

体内被ばくの方が体外被ばくより危険ではないか？_{という質問} →シーベルトで表されれば、体外・体内での区別は無い。 137

_Cs

体外被曝の指標（1cm線量等量定数） 0.091μSv・m2_/h/106_Bq＊ 体内被曝の指標（実効線量係数） 経口：1.3 μSv/100Bq 吸入：0.67 μSv/100Bq このシーベルトで表された数値は実効線量であり、個体への評価である。 たとえば、137_{Csで汚染された地区に住み、汚染された空気を吸い、汚染さ} れた食べ物を食べれば、それぞれに寄与する放射能（Bq)から、その合計と して被ばく線量を評価することになる。 ＊_{通常、体外被ばく線量は、直接、測定器によって測定できる。}

50年間（子供は70歳まで） １回の体内への取り込みからの被ばく線量は、 50年間の放射能残存量の積分値から計算される。 → 預託線量の概念 RIは実効半減期に従って体内から 指数関数的に消失していく 取 り 込 ん だ 放 射 能

131

_I：

_{606 keV のβ線、 364 keVのγ線} 半減期約8日、 実効半減期 乳児4.63日、5歳児5.94日、成人7.27日 甲状腺（約１５ｇ）に取り込んだヨウ素の30％が集積 体外被曝の指標（1cm線量等量定数） 0.065μSv・m2_/h/106_Bq 体内被曝の指標（実効線量係数） 経口：2.2 μSv/100Bq 吸入：2.0 μSv/100Bq 137

_Cs：

_{514 keVのβ線、 662 keVのγ線} 半減期約30年、 実効半減期 1歳まで9日、9歳まで38日、成人90日 全身に分布 体外被曝の指標（1cm線量等量定数） 0.091μSv・m2_/h/106_Bq 体内被曝の指標（実効線量係数） 経口：1.3 μSv/100Bq 吸入：0.67 μSv/100Bq ベクレルとシーベルトが分からない _{→ 放射能から被ばく線量への} 換算

食品中 137_{Cs の暫定規制値 100Bq/kg（4月1日～）} たとえば、１ｋｇに100ベクレルのセシウムを含む魚を200ｇ 食べたら、どのくらいの被曝線量になるか？ 137_{Cs の消化管からの（経口）摂取による線量係数は、} 1.3 μSv/100Bq だから、1.3÷5＝0.26μSv （ちなみに、秋田県の玉川温泉の岩場での線量は、1時間あたり 1.8～2.3 μSv。） 年間200回食べれば、52μSv＝0.052mSv と、計算できる。 （ちょうど胸部レントゲン写真１枚分）

2.4 （自然放射線レベル） (mSv) が ん 発 生 増 加 率 自然発生率 100 200

低線量放射線によるがん発生リスクの考え方

1,000 +5% UNSCEAR 2010 報告書 原子放射線に関する国連科学委員会 報告書の内容：日本の原爆被爆者の全 ての癌を総合した結果が被曝線量と発 がんのリスクの関係を最も明確に示し ている。 発癌のリスクが統計学的に有意に上昇 するのは100から200ミリシーベルト以 上である。疫学的な研究では，これら の被曝線量以下で有意な上昇を示すこ とはないであろう。

2.4 （自然放射線レベル） (mSv) が ん 発 生 増 加 率 自然発生率 100 200 放射線防護（ICRP)では 安全側に考え_{、「しきい値の無い} 直線仮説_」を採用

低線量放射線によるがん発生リスクの考え方

＋0.5％

要因 対象 比較対象 がんになるリスク の増え方 喫煙（男性） 現在の喫煙者 非喫煙者 1.6 広島・長崎での 放射線被曝 １０００ミリシーベルト 被曝無し 1.5 大量飲酒（男性） エタノール換算で週３００－ ４４９ｇ 時々飲む 1.4 やせ（男性） BMI:14.0－18.9 BMI:23.0－24.9 1.29 肥満（男性） BMI:30.0－39.9 BMI:23.0－24.9 1.22 運動不足 1日のMETs時が男性 25.45、女性26.10 1日のMETs時が男性 42.65、女性42.65 1.15－1.19 高塩分食品 干物等で1日43ｇ、たらこ 等で4.7g 干物等で1日0.5ｇ、たらこ 等で0g 1.11－1.15 広島・長崎での 放射線被曝 １００ミリシーベルト 被曝無し 1.05 非喫煙女性の受 動喫煙 夫が喫煙者 夫が非喫煙者 1.02－1.03 放射線被曝と日常生活のがんリスク （国立がんセンター調べ） METｓは運動エネルギー消費量が安静時の何倍に当たるかを示す単位。 大量飲酒は１週間にビールなら大瓶13－20本、ワインなら26－39杯分。 （倍）

喫煙

個人における発がんリスク

リスクの総和 大量飲酒 やせすぎ 太りすぎ 高塩分食 野菜不足 放射線 被ばく 環境 基礎疾患 ストレス

放射線のみによる発がんリスクの増加 100 mSv 1,000 mSv

個人の発がんリスク全体の増加（黄色い円の大きさ） 放射線被ばくのがんリスク

安心や不安はひとりひとりの考え方。 人に考えを押しつけられることで解消するものでは無い。 知識と知恵で不安を小さくする。世の中にゼロリスクは無い。 低線量の被曝を心配するのであれば・・・ ・がんリスク全体の縮小化を考える ・野菜不足、運動不足の解消 ・喫煙量を少なく ・線量の把握 漠然とした不安を解消するためには、具体的な数値を確認する、 具体的なリスクの大きさを知ることが大切。リスクの（大きさ）を受け 入れるためには、具体的な物差しを持つことが必要です。 物差しの例：健康診断の胸部レントゲン写真1枚 約 50μSv 年間の自然由来被曝放射線量の変動 1mSv～数mSv 程度

放射線の防護の考え方

放射線の被ばくはできるだけ避けるのが基本。

ＩＣＲＰ（国際放射線防護委員会）の防護基準 １．被ばくの正当化 個人、あるいは社会の利益が放射線の被害を上回るときだけ 放射線被ばくが正当化される。（医療、事故における救助作業など） ２．被ばくの最適化 _{基準の設定によって防止できる被害と、そのことによって生じる} 他の不利益の両者を勘案して、リスクの総和が最も小さくなるよう 最適化した基準をたてること。（大量の集団避難による不利益、 その過程で生じる心身の健康被害など） ３．被ばく限度の設定 緊急時であれ平時であれ、個人の被ばく線量には限度を設定する こと。

ＩＣＲＰ２００７年勧告による最適化の目安（急性または年間線量） ・緊急時救助活動_{を行う者 ５００－１０００ｍＳｖ} ボランティアによって行われる救助活動に対しては、救命に 携わる者のリスクを上回る便益がある場合には、線量を制限 しない。 ・緊急時被ばく状況_{（突発的な非常事態の発生）} ２０～１００ｍＳｖ ・現存被ばく状況_{（緊急事態が収束に向かっているが、平時より} 線量が高い） １～２０ｍＳｖ ・計画被ばく状況_{（平常時） １ｍＳｖ/年}

現存被ばく状況での線量をいかにして受け入れるか。 → リスクの大きさをどう考えるか （がん）検診体制の構築・強化 被曝線量の把握 1日も早い計画被ばく状況（1mSv/年）への回帰 ・・・困難な場合 立入制限区画の設定 小さなリスク（潜在的な危険性）を受け入れる社会の構築には リスクコミュニケーションが大切。