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2012/10/29 勉強会の感想など[kikulog629]
2012/10/26 ぼちぼちと(EMとか、ひどいよね)[kikulog628]
2012/10/26 被曝量を表すいろいろな線量[kikulog627]
2012/10/23 γ線だけ測っても(β線を含めた)実効線量は出せるということ[kikulog626]
2012/10/10 いろいろなこと[kikulog625]

2012/10/29 勉強会の感想など[kikulog629]

カテゴリー: 放射能問題

小規模な勉強会をやっているのですが、ときどき勉強会について発表する機会(たとえば科学コミュニケーション研究会で話しました)があったりするので、参加したかたの感想を集めています。

よろしければコメントください。非公開コメントでも結構です。

どこかで使うときは(男性、会社員)とか、その程度の紹介にしますので

ちなみに発表するのにはいくつかの理由があって、ひとつはもっとたくさんの人が勉強会をやったらいいのじゃないかと思うのでその参考になるかなということ、もうひとつはいちおう「発表業績」にしておくと今後なにかとやりやすいだろうということ、などなどです

2012/10/26 ぼちぼちと(EMとか、ひどいよね)[kikulog628]

カテゴリー: 日記

期待されたようなことはあまり書いていないと思いますが、ぼちぼちとね

EMによる放射性物質の除染というのは、まあ常識で考えてありえないし、比嘉さんの言ってることはでたらめばかりなのに、信じる(というより、信じようとする)かたがたがおられることが、悲しくてたまりません。

比嘉さんは無責任を超えて、もはや完全に害悪の領域だと思いますし、それを推進するEM機構なども同じでしょう。

たったひとりの妄想にここまで振り回される人たちがいるというのは、ただただ悲しい話ですよ。

繰り返しますが、比嘉さんが言っていることの多くはただの妄想です。特に、EMが放射性物質を無力化(半減期を変えるとか)するかのような話はまったくのでたらめで、これを「ありえない」と断言できない科学者はだめだと思います

2012/10/26 被曝量を表すいろいろな線量[kikulog627]

カテゴリー: 放射能問題

被曝量を表現するいろいろな線量の違いについて質問されたので、僕が知っている範囲でのメモを書いていたら、ずいぶんと長くなってしまいました。せっかくなので、ここに載せます。間違いとか不適切な点とかあれば、ご指摘ください。「吸収線量」と書いてしまったところは、専門家のかたには怒られるかもしれません

1. いろいろな線量

　放射線被曝が健康にどのような影響を与えるかは、どの程度たくさん被曝したかによって違いますし、どの程度の期間で被曝したかによっても違います。もし、短期間に大量に被曝してしまうと、最悪の場合は死ぬし、そうでなくても不妊になるなどの影響があることが知られています。あるいは、妊娠中に大量被曝すると、生まれた子どもの先天性異常のリスクが増えます。ただし、これらはあくまでも大量被曝の場合です。

　それに対し、今回の放射能汚染では、汚染がひどい場所でも、そういった影響があるとは考えられない「低線量被曝」にあたります。

　低線量被曝による健康への影響は、ほぼ発ガンのリスクだけで、被曝量が多いほどそのリスクは大きくなると考えられています。長期間の被曝では、被曝量を足していった総被曝量で発ガンリスクは決まるというのが今の一般的な見かたです。

　では、被曝量はどのようにして決められるのか。

　被曝量に関係するものとしては、吸収線量、等価線量、実効線量、預託実効線量などがあって、目的に応じて使い分けられています。単位は吸収線量がグレイ(Gy)で、ほかはすべてシーベルト(Sv)。違うものが同じ単位なので、よく混乱を招いています。

(1)吸収線量

　放射線が物質に吸収されたときに、1kgの物質がどれだけのエネルギーを受け取ったか。これはただのエネルギーなので物理的に測れます。

(2)等価線量

　体に与えるダメージの大きさは放射線の種類によって違っていて、同じエネルギーならα線はβ線やγ線よりも体へのダメージが大きいことがわかっています。そこで、α線はエネルギーはβ線やγ線の20倍大きいとしてしまいましょう、というのがこれ。

(3)実効線量

　等価線量が同じでも、体の臓器ごとにガンになりやすさが違うので、それを考慮して「体全体への影響」を表すようにしたもの。

(4)預託実効線量

　これは内部被曝を問題にするときに使う被曝量です。食べたり吸い込んだりした放射性物質が排泄されるまでの被曝量の総量です。

　それぞれの意味と計算のしかたはICRPの勧告(最新のものは2007年勧告)に書かれていて、日本でもICRP勧告に従って求めることになっています(ただし、福島第一原発事故当時はまだ2007年勧告が日本の法律に取り入れられておらず、ひとつ古い勧告が生きていたために、混乱がありました。まだ混乱していると思います)

特に実効線量と預託実効線量はめんどくさいので、以下で詳しく説明します。報道では実効線量と預託実効線量がよく出てきますが、きちんと「これは実効線量」「これは預託実効線量」と言ってくれないことが多くて困ります。

2. 等価線量(Sv)

　α線は外から当たったとしても皮膚の表面で止まってしまい、体にダメージを与えませんが、内部被曝では、同じエネルギーでもβ線やγ線よりも体に大きなダメージを与えます。つまり、吸収線量では体へのダメージの大きさを適切に表せません。そこで、α線はエネルギーが20倍大きいとしておきましょう、というのが「等価線量」です。吸収線量(Gy)との違いは、α線のエネルギーを20倍していることだけで、1kgあたりに換算するのは変わりません。

この等価線量を使えば、放射線の種類の違いを気にせずにダメージの大きさを比較できます。普通はこれを各臓器ごとに考えます。報道に出てくる等価線量は、九分九厘、甲状腺等価線量です。

○注(なぜ甲状腺等価線量を問題にするか)

　チェルノブイリ事故では放射能汚染のひどかった地域で事故の数年後から子ども(事故当時子どもだった人たち)の甲状腺ガンが増え始め、これまでに6000人くらいが発症しています(ただし、死者は20人弱)。

これは事故初期に放射性ヨウ素に汚染されたミルクを飲んだことによる内部被曝が原因とわかりました。チェルノブイリ事故でも他のガンはほとんど増えなかったので、放射能事故では甲状腺ガンが特に注目されます。

　甲状腺にはヨウ素が集まる性質があって、放射性ヨウ素も甲状腺に集まります。これが甲状腺ガンの原因になる一方、他の臓器にはほとんど溜まらないので、放射性ヨウ素の影響は甲状腺だけを考えればいいことになります。そこで、甲状腺がどれだけ内部被曝したかを表すものとして、甲状腺等価線量が使われるわけです。ただし、等価線量はあくまでも重さ1kg当たりで考えるものです。本当は20gしかない甲状腺でも、それが1kgあるものとして等価線量を求めるので、時としてびっくりするほど大きな数になります。びっくりするのは実効線量と比べてしまうからで、甲状腺等価線量はあくまでも甲状腺等価線量同士を比較するようにして、実効線量とごっちゃにしないように注意が必要です。

3. 実効線量

　これは臓器ごとではなく、体全体への被曝の影響を表すためのもので、報道で見るシーベルトはほとんどまちがいなくこの実効線量です。

　各臓器が受けた放射線の量(吸収線量)がわかって、それから各臓器の等価線量がわかれば、それをすべての臓器について平均したものは「体全体の被曝」の目安になるはずです。平均するといっても、大きな臓器も小さな臓器もあるので、体重に占める各臓器の重さの割合をそれぞれの等価線量に掛けて、全部の臓器のものを足します。要するに、同じくらいの放射線を受けたら、大きな臓器ほど被害が出やすいはずだということです。

　といっても、甲状腺の例でもわかるように、放射線の影響で癌になりやすいかどうかは臓器ごとに違います。甲状腺は小さいけど放射線でガンになりやすい臓器です。

　そこで、等価線量が同じでも、癌になりやすい臓器の被曝は大きく見積もり、そうでもない臓器は小さく見積もることにしておくほうが、全身への被曝の影響をよりよく表現するだろうと考えて作られたのが実効線量です。

　たとえば、甲状腺は体重の1/3000しかないから、臓器の大きさだけで言えば、影響は1/3000にすればよさそうだけど、ガンになりやすいので、全身に対する甲状腺の割合を1/25だとします。つまり、甲状腺については等価線量よりも100倍くらい被曝が多いと考えることになります。

　このように、さまざまな臓器の等価線量に「重み付け」をして、体全体での影響の大きさを表そうというのが実効線量です。

○参考: 組織荷重係数

　実効線量を計算するための各臓器の割合はICRP勧告に出ています。これは勧告ごとに改訂されていて、2007年勧告では

生殖腺 0.08

赤色骨髄、肺各 0.12

結腸、胃各 0.12

乳房 0.12

甲状腺 0.04

肝臓、食道、膀胱各 0.04

骨表面 0.01

皮膚 0.01

唾液腺、脳各 0.01

残りの組織・臓器 0.12

となっています。

　これはもともとは「ガンによる死亡リスク」を表していたものですが、今は「損害の大きさ」を表すとされています。基本的には死亡リスクですが、甲状腺のようにめったに死なないガンでもガンになるだけで「生活の質」が下がるので、そういう場合も「損害」を考慮しておこうということです。その意味で、すべてを医学的に決めたものではなく、社会状況も勘案して決められています。

1990年勧告と比べると2007年勧告では生殖腺の割合が小さくなって、乳房の割合が大きくなっています。これは乳がんによる死亡リスクが大きくなったというよりは、乳がんになったときの「損失」を重視するようになったということのようです。

4. 外部被曝の実効線量

　外部被曝では、周囲の放射線源から全身に放射線が飛んできます。飛んでいる放射線(外部被曝ではγ線だけ考えればよい)の量を測定して、それが体の中にはいって各臓器にどれだけの放射線が当たるかを計算し、それから各臓器の等価線量を出します。等価線量がわかれば、上に書いた手順で実効線量が計算できます。実際には多くの測定器にその計算があらかじめ組み込まれていて、測定すると実効線量を表示してくれます。

○注: 本当は何を表示しているか

　放射線量の測定器がGyを表示しているときは、実際にはからだへの吸収線量ではなく、空気カーマ率というものを表示しています。Sv表示なら、実効線量ではなく、1cm線量当量といって体表から1cmの深さでの放射線量に当たるもの(きちんとした定義があります)を表示しているはずです。どちらも実効線量より何割か大きい数字になると考えられています。

　こうする理由は、実効線量は放射線がどの方向からからだに当たるかで変わるなど、きちんとは決めづらいからです。実効線量は事実上「測れない量」です(興味があるかたはATOMICAなどで、実用量と防護量について調べてみてください)。放射性セシウムのγ線の場合、1cm線量当量は状況によっては実効線量より50%近く大きい可能性があります。

　どの線量を表示しているかとか、空気カーマ率からの換算のしかたとかが明記されていない場合もあって、混乱させられることも。ただ、ひどくおかしなことをしていないかぎり、予想される実効線量よりはいくぶんか大きな数値を表示しているはずです。

5. 内部被曝の預託実効線量

　内部被曝のときは、放射性物質の種類によって、体の中のどの臓器に集まりやすいかが違うので、被曝のしかたも違います。前に書いたようにヨウ素は甲状腺に集中するし、ストロンチウムは骨に集まり、セシウムは全身の筋肉に分布します。

　ICRP勧告では、種類による違いを考慮するために、食べたり吸ったりした放射性物質が体の中でどう移動してどこにどう集まるか理論的に求めています。それを使うと、放射性物質の種類ごとに、どの臓器がどれくらい被曝するかがわかり、臓器ごとの等価線量が求められます。臓器ごとの等価線量がわかれば、実効線量も計算できます。

　実効線量は外部被曝も内部被曝も同じ方式で計算されているので、いったん実効線量が求められてしまえば、内部被曝か外部被曝かとか、放射性物質の種類は何かとかを気にせずに、ただ足すだけで総被曝量になります。

　ところが、食べたり吸ったりした放射性物質は排泄されるまで体内に留まっているので、そのあいだも体内にある放射性物質から放射線が出ています。セシウムなら、食べた量の半分が排泄されるのに、おとなで100日程度かかります(生物学的半減期が100日程度)。排泄されてだんだん減っていきはするけれども、体内に残っている放射性物質による被曝は続くことになります。

　排泄で体内量が減っていく速さがわかっているので、実は、食べたものが排泄されきるまでに全部でどれだけ被曝するか(実効線量)も実は計算できます。全部排泄されるまで何十年もかかる物質もあるので、排泄されきるまでではなく、食べてから50年間(子どもは70歳まで)の総被曝量をあらかじめ計算してしまいましょう、というのが預託実効線量です。内部被曝については、放射性物質が体にはいった時点で預託実効線量分の被曝をしたものとみなして、総被曝量を計算することになっています。

　食品に含まれる放射性物質による被曝量として報道に出てくるのはこの預託実効線量です。その食品を食べたとしたら、排泄されるまでの総被曝量がそれだけになるよという意味です。

　預託実効線量は、食べてしまった以上は避けようのない将来にわたる被曝をあらかじめ足してしまったものですから、被曝量をこれで考えるというのはいわば「将来にわたる被曝を先取り」したことになります。買い物をして月賦で払うのだけど、どのみち全額支払わなくてはならないので、買った日の家計簿に全額を計上するようなものです。

　セシウムなら３年もすればほとんど排泄されるので、３年分程度の先取りになるだけですが、ストロンチウム90は排泄が遅いので数十年分の被曝を先取りしたことになっています。いっぽう、「50年間分の被曝量」というのを強調しすぎると、セシウムなら実はたかだか３年程度で預託分を実際に被曝してしまうということがわからなくなるので、注意が必要です。セシウムについては、預託実効線量は実被曝量そのものだと考えておくくらいでいいのではないかと思います

　預託を使うのは、防護の観点からは先取りにしておいたほうがより安全に被曝量を管理できることと、食べたものを食べたときに勘定に入れないと大変だというふたつの理由なのだろうと思います。

2012/10/23 γ線だけ測っても(β線を含めた)実効線量は出せるということ[kikulog626]

カテゴリー: 放射能問題

ブログに書くことではないような気もするのですが、ツイッターで質問されたので、ちょっとメモ

ホールボディカウンターであれ食品中の放射性物質量の計測であれ、シンチレーション・カウンターでγ線を測るので、Sr90のようにβ線しか出さない核種は検出できません。それはいいのだけど、「だからCs137やCs134もγ線の影響しかわからない」という誤解があるようで、ちょっとその件について、原理的な話だけ書きます。僕は原理以上のことは知りません。

たとえば、Cs137は94.4%が最大0.51MeVのβ線を出して(最大というのは、β崩壊ではβ線とニュートリノが出るため、ニュートリノがどれだけのエネルギーかによって、その分だけβ線のエネルギーが減るから) Ba137m(mは安定な状態じゃないよという意味)になり、Ba137mは即座に(半減期2.5分)0.66MeVのγ線を出して安定なBa137になります。ただし、Ba137mの10%はγ線を出すかわりに原子内の電子を叩き出す(内部転換。これはβ線ではなくて、原子核の外にもともとあった電子が叩き出される)ので、実際に0.66MeVのγ線を出すのはBa137mの90%です。Cs137の残りの5.6%は最大1.18MeVのβ線を出して直接Ba137になり、γ線を出しません。つまり、Cs137が崩壊すると、その85%がγ線を出すことになります。シンチレーションカウンターが検出するのは、このBa137mが出す0.66MeVのγ線。

いっぽう、ベクレルという単位は「そこにある放射性物質は1秒間に何個が崩壊するか」を表すものなので、核の種類と量によります。同じ核種でも量が二倍ならベクレルも二倍。たとえば、「ここにある肉には何ベクレルのCs137が含まれるか」というようなことを知りたいわけです。ベクレルはあくまでも崩壊する数なので、それがγ線を出す崩壊か出さない崩壊かは関係ありません。したがって、1ベクレルのCs137があれば、1秒間にβ線1個(エネルギーは2種類)とγ線0.85個と原子内からたたき出された電子0.1個弱を出すわけです。

逆に、一秒間に0.66MeVのγ線が何個出てるかが測定できたとすると、γ線を出さなかったCs137が15%あるので、その分だけ増やせば、もとのCs137が何ベクレルあるかわかります。ベクレルが求められれば、どれだけのエネルギーのβ線とγ線が出るかがわかります。

ところで、シンチレーションカウンターはγ線を検出するのだけど、γ線は物質を透過しやすいので、検出されるのはカウンターにはいったγ線の一部です。また、検出器内ではγ線のエネルギーを全部ひとつの電子に与える光電効果(0.66MeVのエネルギーが検出される)のほかに、エネルギーの一部だけを電子に与えるコンプトン散乱もあるので、0.66MeVより低いエネルギーも検出されます。要するに、検出器にはいったγ線が全部0.66MeVで検出されるのではなく、γ線の一部だけが0.66MeVで検出されるというわけ。どれだけが検出されるかは検出器の特性なので、「この機械で0.66MeVが何個検出されたら、それはγ線が何個カウンターにはいったことに対応するか」というのを線量のわかった線源を使って測ってあらかじめ知っておけば、カウンターを使って検出器を通過したγ線の数がわかります。食品を測る装置だと、検出器と検体の配置が決まっているので、さらに「一定時間内に検出器内をγ線が何個通過したから、そのあいだに検体から出たγ線は何個で、だから検体に含まれるCs137は何ベクレル」とか換算できます(本当は検体自身による遮蔽とかも考えるのかもしれません。よく知りません)。ホールボディカウンターなら、人体を模したファントムという人形に量のわかってるCs137を仕込んで、測定値と比較することにより、検出されるγ線の数と体内のベクレルの関係を求めておきます。早野さんたちががんばってやってるのはこれです

というわけで、γ線だけを検出しても、それからCs137が何ベクレルあるかがわかり、そこからβ線とγ線が毎秒どれだけ出るかわかります。なぜかというと、Cs137が崩壊するときに何%がγ線を出すかがはっきりわかっているからです。原理的な話としてはそういうこと。実際にはいろいろあるんだと思いますが

いっぽう、実効線量係数はベクレルを預託実効線量に換算するもので、そこにはγ線の効果もβ線の効果も含まれています。カウンターでγ線を何個検出したかではなく、あくまでも「何ベクレルあるか」から預託実効線量を出すものなので。つまり、測定されたγ線の個数からベクレルを求め、ベクレルから預託実効線量を求めるわけ。

Sr90はβ線しか出さないから、シンチレーションカウンターとは違う方法でベクレルを求めなくてはならず、それが大変なわけですね。でも、Cs137だって、ベクレルを求めるのはシンチレーションカウンターでない別の方法でもよくて、どうやってベクレルを出そうが、それに実効線量係数をかければ、γ線もβ線も含めた預託実効線量が求められます。

話としてはそういうことでいいと思うのだけど、何か間違ってるかもしれない