佐藤 大樹
土壌に分布する放射性セシウムによる
公衆の被ばく線量換算係数
日本原子力研究開発機構
テーマ1：福島復興に向けた取り組みと放射線防護場の課題Ⅲ
放射線防護研究グループ
発表の内容
研究の背景
研究の目的
計算方法
計算結果
まとめ
線量換算係数の必要性
未知の放射線場において迅速に
実効線量
を評価するには、線量換算係数
の使用が有効
線量換算係数
・フルエンス F (1/cm
2)
・カーマ K (Gy)
・吸収線量 D (Gy)
・放射能濃度 A (Bq/cm
2)
物理量
放射線検出器等で測定
実用量
・周辺線量当量 H*(d)
・方向性線量当量 H’(d,
W
)
・個人線量当量 Hp(d)
線量計やサーベイメータで測定
(Sv)
防護量
・等価線量 H
・実効線量 E
T
R
T,R
T
R
E
w
w D
放射線加重係数w
R
、
組織加重係数w
T
及び
人体数値模型を用いて計算
(Sv)
これまでの研究
理想化した被ばく条件に対する外部被ばく線量換算係数
国際放射線防護委員会 (ICRP)
ICRP Publication 116 (2010)
“Conversion Coefficients for Radiological Protection Quantities for External Radiation Exposure”
環境に分布した放射性核種に対する外部被ばく線量換算係数
米国環境保護庁 (EPA)
独国環境・健康研究センター (HMGU)
Federal Guidance Report No. 12 (1993)
“External Exposure to Radionuclides in Air, Water, and Soil”
GSF-Bericht (1990)
“Calculation of Organ Doses from Environmental Gamma Rays Using Human Phantom and Monte Carlo Methods”
Phys. Med. Biol. 57 (2012)
“Organ Doses from Environmental Exposures Calculated Using Voxel Phantoms of Adults and Children”
計算に使用したデータやモデルが古い（ICRP1990年勧告）
新しいデータやモデルに対応（ICRP2007年勧告）
被ばく形態が限定的（大気、線源深さ0.5g/cm
2の土壌)
年齢別のデータを提供
これまでの研究（つづき）
様々な環境での被ばく形態に対応したデータの提供（大気、水、土壌）
IAEA-TECDOC-1162 (2000)
“Generic Procedures for Assessment and Response
during Radiological Emergency”
研究の目的
環境に分布した放射性核種による
様々な外部被ばく形態
に対応可能な
線量換算係数
を、公衆を代表す
る
複数の年齢群
に対して
最新のデータおよびモデル
に基づき系統的に整備する。
被ばく形態：
線源エネルギー：
評価年齢：
線量評価体系：
放射性核種：
土壌（複数の線源深さ）、大気、水
10 keV ～ 8 MeV（光子、電子）
新生児、1歳、5歳、10歳、15歳、成人男女
ICRP Publ. 103（2007年勧告）に準拠
ICRP Publ. 107に収録された1252核種
土壌（線源深さ；0.0g/cm
2, 0.5g/cm
2, 2.5g/cm
2,
5.0g/cm
2, 10.0g/cm
2）
放射性セシウム（Cs-134, Cs-137）
外部被ばく線量換算係数の計算
積算実効線量の計算
本日は…
計算方法
3次元放射線輸送計算コード PHITS
*
大気
土壌
500 m
500 m
1m
Cs-134 or Cs-137
* T. Sato et al., J. Nucl . Sci. Technol., 50, 913 (2013).
新生児 1歳 5歳 10歳 15歳 成人
ICRPリファレンスファントム, ICRP Publication 110 (2009). UF-NCIハイブリッドファントム, C. Lee et al., Phys. Med. Biol., 52, 3309 (2007),
C. Lee et al., Phys. Med. Biol., 55, 339 (2010).
男性
女性
環境放射線場の計算結果
Cs-137
空気カーマ率 (nGy/h per kBq/m
2)
土壌深さ0.0 g/cm
2土壌深さ0.5 g/cm
2本研究
2.53
1.73
ICRU Report 53
2.53
―
EPA
2.54
―
HMGU
―
1.72
臓器吸収線量の計算結果
線源深さ：0.5 g/cm
2M
F
T
T
T
T
2
H
H
E
w
外部被ばく線量換算係数の計算結果
Cs-137 (mSv/h per kBq/m2) 一様平板線源の土壌中深さ（g/cm2） 0.0 0.5 2.5 5.0 10.0 C1新生児 3.10E-06 1.67E-06 9.48E-07 6.82E-07 4.09E-07
1歳 2.56E-06 1.64E-06 9.12E-07 6.13E-07 3.60E-07
5歳 2.27E-06 1.48E-06 8.60E-07 5.99E-07 3.56E-07
10歳 2.12E-06 1.38E-06 8.39E-07 5.71E-07 3.33E-07
15歳 1.90E-06 1.31E-06 7.61E-07 5.25E-07 3.05E-07
成人 1.85E-06 1.28E-06 7.43E-07 5.15E-07 2.99E-07
成人（1990年勧告準拠） 1.90E-06 1.28E-06 7.30E-07 5.14E-07 2.98E-07
C 周辺線量当量率 H*(10) 3.12E-06 2.16E-06 1.35E-06 9.58E-07 5.95E-07
線量換算係数を用いた外部被ばく線量率の計算
134
134
137
137
M
1
M
1
E
A
C
A
C
H
*
A
M
134
C
2
134
A
M
137
C
2
137
134
134
137
137
*
1
1
M
134
134
137
137
2
2
A
C
A
C
E
H
A
C
A
C
放射能濃度から実効線量率
(mSv/h）
の計算
放射能濃度から周辺線量当量率
(mSv/h）
の計算
周辺線量当量率から実効線量率
(mSv/h）
の計算
C
1= 放射能濃度から実効線量率への換算係数
(mSv/h per kBq/cm
2)
A
M= 放射能濃度の測定値 (kBq/cm
2)
C
2= 放射能濃度から周辺線量当量率への換算係数
(mSv/h per kBq/cm
2)
H*
M= 周辺線量当量率の測定値 (Sv/h)
A
M= 放射能濃度の測定値 (kBq/cm
2)
134
134
137
137
1
1
*
M
134
134
137
137
2
2
exp
exp
exp
exp
C
t
C
t
E
H
C
t
C
t
福島第一原発事故後の線量評価への適用
初期条件：
134
137
0
A
A
A
t = 事故発生からの経過時間,
λ = 崩壊定数
積算実効線量の計算
2 3 / 2 1 1 1ln 2
(365.25 24) ex
p
(
)
,
T TC
T
W
t
d
t
C
t
0.82 0.4 exp
ln 2
0.6 exp
ln 2
1.5
50
W t
t
t
積算実効線量への換算係数 ; C
3(mSv per kBq/m
2)
T1 = 関心のある期間の始点（年）
T2 = 関心のある期間の終点（年）
W(t) = 環境移行関数
*
C
1= 実効線量率への換算係数
(mSv/h per kBq/cm
2)
C3 (mSv per kBq/m2) 積算期間 1ヶ月目 2ヶ月目 1年目 50年間 Cs-134新生児 4.45E-03 4.19E-03 4.05E-02 1.07E-01
1歳 4.04E-03 3.86E-03 3.82E-02 1.03E-01
5歳 3.69E-03 3.52E-03 3.49E-02 9.45E-02
10歳 3.29E-03 3.14E-03 3.12E-02 8.56E-02
15歳 3.00E-03 2.87E-03 2.87E-02 8.10E-02
成人 2.94E-03 2.82E-03 2.82E-02 8.01E-02
Cs-137
新生児 1.81E-03 1.72E-03 1.79E-02 2.17E-01
1歳 1.52E-03 1.48E-03 1.63E-02 2.13E-01
5歳 1.34E-03 1.32E-03 1.46E-02 2.05E-01
10歳 1.26E-03 1.23E-03 1.36E-02 1.98E-01
15歳 1.13E-03 1.11E-03 1.24E-02 1.94E-01
成人 1.10E-03 1.08E-03 1.21E-02 1.93E-01
