(57)【要約】  本発明は、トリチウム雰囲気を含む環境に曝された人により吸収されたトリチウム放射線量を推定する方法に関する。  とりわけ、本発明の応用対象は、活動中に大量のトリチウムを含む環境に曝された人におけるトリチウムの放射線量モニタリングを含んでいる。すなわち、原子力産業である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリチウム化された環境に時間τ（時間（ｈ）で表される）だけ曝された人により吸収されたトリチウム放射線量（シーベルト（Ｓｖ）で表される）を推定する方法であって、
ａ）前記環境に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能（ＣＨＴＯで示され、１リットルあたりのベクレル（Ｂｑ／Ｌ）で表される）を測定するステップと、
ｂ）前記人により吸収された放射線量を、次式を用いて推定するステップと、
を備えており、
Ｄｏｓｅ ＝ ＣＨＴＯ× τ × ＤＰＵＩＨＴＯ × １８００
ここで、ＣＨＴＯは、ステップａ）で測定されたトリチウムの単位体積あたりの放射能（１リットルあたりのベクレル（Ｂｑ／Ｌ）で表される）であり、ＤＰＵＩＨＴＯは、１ベクレルあたり１．８×１０−１１シーベルト（Ｓｖ／Ｂｑ）である、方法。
【請求項２】
前記ステップａ）においては、
前記時間τの間、前記トリチウム化された環境からの空気を、バブラー内における所定体積の水中で、一定の速度で発泡させ、
前記水中に捕捉された前記トリチウムの放射能（ベクレル（Ｂｑ）で表される）を測定し、
前記トリチウム化された環境に存在する前記トリチウムの単位体積あたりの放射能（ＣＨＴＯで示され、１リットルあたりのベクレル（Ｂｑ／Ｌ）で表される）を、次式を用いて推定し、
ＣＨＴＯ ＝ ＩＨＴＯ ／（η × Ｖ）
ここで、ＩＨＴＯは、前記水中に捕捉されたトリチウムの放射能（ベクレル（Ｂｑ）で表される）であり、ηは、前記水中にトリチウムが捕捉される効率であり、Ｖは、前記水中を循環される空気の体積（リットル（Ｌ）で表される）である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ηは、０．８から１の間である、請求項２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トリチウム雰囲気を含む環境に曝された人により吸収されたトリチウム放射線量を推定する方法に関する。
【０００２】
とりわけ、本発明は、人の身体に吸収されたトリチウム放射線量を、その人の体液を採取する必要なく推定する方法に関する。
【０００３】
とりわけ、本発明の応用対象は、活動中に大量のトリチウムを含む環境に曝された人におけるトリチウムの放射線量モニタリングを含んでいる。すなわち、原子力産業である。
【背景技術】
【０００４】
トリチウム（化学式３Ｈ）は、水素の同位体であり、トリチウム化した水、トリチウム化した有機物質、および気体トリチウムの形態で、環境中に永続的に存在する。
【０００５】
トリチウムは、宇宙線と大気の相互作用から自然に得られるが、人工的に作製もされうる。
【０００６】
現在のところ、トリチウムの人工的作製は、核反応炉、廃核燃料処理施設、および熱核反応兵器の放射が起源である。
【０００７】
チタニウム源に曝された人が負うリスクは、「体外」汚染（すなわち、トリチウムの外部作用を伴う身体の汚染）とは関わりない。トリチウムからのイオン化放射は、皮膚や角膜の障壁を突き抜けるほど強くはないからである。
【０００８】
逆に、トリチウムは、「体内」ルート（すなわち、気道、皮膚被曝、消化管の少なくとも１つ）を経由して人体に進入できる。
【０００９】
トリチウム産業で働く人により吸収されたトリチウム放射線量は、法規の要件を満足するために体液（通常は尿）の採取および分析によってモニタされるのが普通である。
【００１０】
現在のところ、液体シンチレーション分光によるこれら労働者の尿サンプルの分析は、十分に制御され、広く用いられている技術である。当該技術は、トリチウム化した尿をシンチレーション液と混合することにより、トリチウムの放射性崩壊より得られるイオン化放射を、分光により検出および定量化が容易な光に変換する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、尿サンプルを液体シンチレーション分光分析と組み合わせるこの種の処理においては、尿サンプルの採取を行なう前の人の体内で体液のバランスがとれるのを待つ必要があることが常である。これにより、トリチウム化された環境に曝された後に約２時間の遅れが生ずる。
【００１２】
また、尿は生体サンプルであるため、採取後は医療試験機関により分析されることを要する。
【００１３】
したがって、そのような方法は、人体により吸収されたトリチウム放射線量を迅速に定量化できない。よって、トリチウム環境を伴う場所を訪れる者にとっては問題となる。
【００１４】
発明者らは、上記の短所を克服し、トリチウム化された環境に曝された人により吸収されたトリチウム放射線量を迅速に推定する方法を開発することを目的とする。
【００１５】
また、発明者らは、この方法を、体液サンプルの採取を伴わないものとし、自律的に（すなわち、医療テスト機関のような外部機関を呼ぶ必要なく）実施できるようにすることを目的とする。
【００１６】
本発明は、トリチウム化された環境で人に吸収されたトリチウム放射線量が、当該人より体液サンプルを採取する必要なく推定されうる事実に基づいて、これらの目的を達成する。
【００１７】
よって、本発明は、トリチウム化された環境に時間τ（時間（ｈ）で表される）だけ曝された人により吸収されたトリチウム放射線量（以降、「放射線量」と称され、シーベルト（Ｓｖ）で表される）を推定する方法に関する。当該方法は、
ａ）前記環境に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能（ＣＨＴＯで示され、１リットルあたりのベクレル（Ｂｑ／Ｌ）で表される）を測定するステップと、
ｂ）前記人により吸収された放射線量を、次式を用いて推定するステップと、
を備えている。
Ｄｏｓｅ ＝ ＣＨＴＯ× τ × ＤＰＵＩＨＴＯ × １８００
ここで、ＣＨＴＯは、ステップａ）で測定されたトリチウムの単位体積あたりの放射能（１リットルあたりのベクレル（Ｂｑ／Ｌ）で表される）であり、ＤＰＵＩＨＴＯは、１ベクレルあたり１．８×１０−１１シーベルト（Ｓｖ／Ｂｑ）である。
【００１８】
実用上の見地からは、ＤＰＵＩＨＴＯは、トリチウム化された水蒸気の単位吸気あたりの有効放射線因子である（一般には「放射線因子」とも称される）。
【００１９】
発明の作用についての理解を深めるために、トリチウムに係るさらなる情報が、以下の記載において提供される。
【００２０】
前述のように、トリチウムは放射性同位体である。放射性同位体は、崩壊に伴ってベータ線（β−）の形態で（換言すると、電子と反ニュートリノを放出することにより）エネルギーを開放する。
【００２１】
また、「人により吸収されたトリチウム放射線量」という表現は、発明者らが推定しようとするトリチウム放射線、そしてトリチウム化された環境に時間τ（時間（ｈ）で表される）だけ曝された人により吸収されたトリチウム放射線を意味する。この物理量は、シーベルト（Ｓｖ）で表される。
【００２２】
「トリチウム化された環境」という語は、トリチウムを含む環境を指すものとして用いる。本出願においては、「トリチウムを含む環境」、「トリチウム雰囲気を伴う環境」、あるいは単に「トリチウム雰囲気」という語もまた、同じ意味を有するものとして用いられる。
【００２３】
上述のように、本発明は、２つのステップが行なわれ、人の身体に吸収されたであろうトリチウム放射線量を推定する方法に関する。当該推定は、当該人が曝されたトリチウム化された環境におけるトリチウムの単位体積あたりの放射能を測定することにより、行なわれる。
【００２４】
したがって、第１のステップあるいはステップａ）は、人が時間τだけ曝されたトリチウム化された環境に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能（１リットルあたりのベクレルで表される）の測定である。
【００２５】
このステップは、
前記時間τの間、前記トリチウム化された環境からの空気を、バブラー内における所定体積の水中で、一定の速度で発泡させ、
前記水中に捕捉された前記トリチウムの放射能（ベクレル（Ｂｑ）で表される）を、例えば液体シンチレーション分光で測定し、
前記トリチウム化された環境に存在する前記トリチウムの単位体積あたりの放射能（ＣＨＴＯで示され、１リットルあたりのベクレル（Ｂｑ／Ｌ）で表される）を、次式を用いて推定するようにしてもよい。
ＣＨＴＯ ＝ ＩＨＴＯ ／（η × Ｖ）
ここで、ＩＨＴＯは、前記水中に捕捉されたトリチウムの放射能（ベクレル（Ｂｑ）で表される）であり、ηは、前記水中にトリチウムが捕捉される効率であり、Ｖは、前記水中を循環される空気の体積（リットル（Ｌ）で表される）である。
【００２６】
「トリチウム捕捉効率」という語は、水中を循環される体積Ｖの空気中に含まれるトリチウムの放射能に対する、発泡により水に捕捉されたトリチウムの放射能の比ηである。
【００２７】
液体シンチレーション分光は、トリチウム化された放射性溶液をシンチレーション液と混合し、トリチウムの放射性崩壊により引き起こされるイオン化放射を、分光器により容易に検出および定量化可能な光に変換する技術である。
【００２８】
本方法における第２のステップまたはステップｂ）は、次式を用いて人により吸収された放射線量を推定する。
Ｄｏｓｅ ＝ ＣＨＴＯ× τ × ＤＰＵＩＨＴＯ × １８００
ここで、ＣＨＴＯは、ステップａ）で測定されたトリチウムの単位体積あたりの放射能（１リットルあたりのベクレル（Ｂｑ／Ｌ）で表される）である。
【００２９】
この関係式において、「１８００」という値は、トリチウム化された環境における空気の人体への平均浸透率であり、以下の例において定義される。
【００３０】
したがって、この値は、１時間あたりのリットル（Ｌ／ｈ）で表され、トリチウム化された環境中に居た人が、１時間あたり１８００リットルの空気を、トリチウム化された環境から気道および皮膚被曝を通じて人体に吸収することを意味する。
【００３１】
本発明に係るその他の特徴や利点は、以降の記載を読むことにより明らかになる。以降の記載は、人により吸収されたトリチウム放射線量を推定する上述の方法を開発するために発明者らが用いたアプローチの実証に関し、当該方法の応用例が示される。
【００３２】
この追加的な記載は、本発明の一具体例を示すに過ぎず、本発明を何ら限定するものではないことは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】人が訪問する場所の環境に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能を推定するために、発明者らによって用いられるポータブルバブラーを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（例：トリチウム化された環境を含む部屋に時間τの間だけ居た人により吸収されたトリチウム３Ｈの放射線量の推定）
トリチウム化された環境を含む場所に訪れた人により吸収されたトリチウムの放射線量を推定する第１のステップは、図１に模式的に示されたポータブルバブラー１０を用い、当該人の訪問中に被曝時間τの間だけ居たトリチウム化環境に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能を特定することである。
【００３５】
図１に示すように、この実験装置１０は、吸気口１を備えている。吸気口１はダクト２の繋がっており、ダクト２の一端は散気装置３に嵌合されている。ポンプ４を作動させることにより、１００ｍｌの水におけるトリチウム化された環境からの気泡が１５０ｍｌのリザーバ５を満たす。
【００３６】
また、リザーバ５中の水位を制御するための２つのフロートバルブ６、および当該人が室内に居た時間τの間に通過した空気の体積を測定するための装置７が嵌合されている。
【００３７】
当該人は、この装置を自身のベルトに装着し、入室の際にスイッチを入れ、退室の際にスイッチを切る。これによりポンプ４がオンオフされる。吸気流は、ポンプの流量に応じた一定値に固定される。
【００３８】
したがって、部屋の滞在中、ポータブル装置が動作することにより、リザーバ５内の１００ｍｌの水中に、トリチウム化された環境の空気による気泡を発生させる。これにより、ポンプ４により引き込まれた空気中に存在するトリチウムが、リザーバ中の水に捕獲される。
【００３９】
空気中のトリチウムは、主に２つの形態で存在する。すなわち、気体（ＨＴ）の形態とトリチウム化された水蒸気（ＨＴＯ）の形態である。
【００４０】
ＨＴ形態における放射線量係数（あるいは放射線量因子：１．８×１０−１５ＳＶ／Ｂｑ程度）は、ＨＴＯ形態における放射線量係数（あるいは放射線量因子：１．８×１０−１１ＳＶ／Ｂｑ程度）の１万分の１未満であるため、トリチウム化された環境を伴う部屋への滞在終了時において当該人により吸収された現実のトリチウム３Ｈ放射線量に対するＨＴ形態におけるトリチウムの寄与は、ＨＴＯ形態のトリチウムの寄与と比較するとわずかであると考えられている。
【００４１】
よって、以下のように、トリチウム化された環境に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能は、トリチウム化された水蒸気中に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能（ＣＨＴＯ）に等しいことが基本的な原理である。
【００４２】
当該人が退室して装置のスイッチを切ると、体積Ｖｐ（１〜１０ｍｌ）の水がリザーバから引き出される。
【００４３】
引き出された体積Ｖｐの水は、次いで２０ｍｌのバイアルに移され、１０ｍｌのシンチレーション液と混合される。そして、トリチウムの放射能ＡＨＴＯが、液体シンチレーション分光により定量化される。
【００４４】
リザーバ内に存在する水の体積ＶＲｅｓ、および採取された水の体積Ｖｐ中におけるトリチウムの放射能ＡＨＴＯを知ることにより、リザーバに捕獲されたトリチウムの放射能の総量ＩＨＴＯを、次式を用いて容易に推定できる。
ＩＨＴＯ ＝ ＡＨＴＯ× Ｖｒｅｓ ／ Ｖｐ
ここで、ＩＨＴＯとＡＨＴＯは、ベクレル（Ｂｑ）で表される。また、ＶｐとＶＲｅｓは、リットル（Ｌ）で表される。
【００４５】
リザーバ内に存在するトリチウムの放射能の総量が特定されるため、トリチウム化された環境に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能（ＣＨＴＯで示され、リットルあたりのベクレル（Ｂｑ／Ｌ）で表される）は、次式を用いて推定される。
ＣＨＴＯ ＝ ＩＨＴＯ／（Ｖ × η）
ここで、Ｖは、滞在期間τ（時間（ｈ）で表される）の間にリザーバ内を循環される空気の体積（リットル（Ｌ）で表される）であり、ηは、装置の捕捉係数であり、本装置においては０．８である。
【００４６】
トリチウム化された環境に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能ＣＨＴＯが既知となったため、滞在中に人体に吸収されたトリチウムの放射線量の推定が試みられる。
【００４７】
これは、それぞれ２／３と１／３の割合である気道および肌の被曝（防護設備なしの場合）を通じて人体に吸収されたトリチウムの総量を考慮することにより行なわれる。
【００４８】
普通の人の平均呼吸流量Ｄｒｅｓｐは、毎時１２００リットル（Ｌ／ｈ）である。トリチウム化された環境の空気から人体への浸透率Ｄｐは、次式で求められる。
Ｄｐ ＝ Ｄｒｅｓｐ＋ Ｄｓｋｉｎ ＝ Ｄｒｅｓｐ ＋ Ｄｒｅｓｐ／ ２
＝ １２００ ＋ ６００
＝ １８００ Ｌ／ｈ
【００４９】
トリチウム化された環境を含む部屋を訪れる人により吸収されたトリチウムの放射能は、Ｉｉｎｔで示され、ベクレル（Ｂｑ）で表される。Ｉｉｎｔは、トリチウム化された環境に存在するトリチウムの単位体積あたりの放射能ＣＨＴＯと、トリチウムの人体による吸収率と、トリチウム化された環境に曝された時間τとの単なる積であり、次式で表される。
Ｉｉｎｔ ＝ ＣＨＴＯ× τ × １８００
【００５０】
人により吸収された放射線量は、「Ｄｏｓｅ」で示され、シーベルト（Ｓｖ）で表される。当該放射線量は、人により吸収されたトリチウムの単位体積あたりの放射能Ｉｉｎｔと、水蒸気の形態であるトリチウムの放射線量因子ＤＰＵＩＨＴＯの積であり、次式で表される。
Ｄｏｓｅ ＝ Ｉｉｎｔ× ＤＰＵＩＨＴＯ  あるいは、
Ｄｏｓｅ ＝ ＣＨＴＯ× τ × １８００× ＤＰＵＩＨＴＯ
【００５１】
よって、上記全ての関係式を通じて、トリウム化された環境を含む部屋を時間τの間だけ訪れた人により吸収された放射線量は、次式で特定される。
Ｄｏｓｅ ＝ （ＡＨＴＯ× Ｖｒｅｓ × １８００ ×ＤＰＵＩＨＴＯ × τ）／
（Ｖｐ × Ｖ × η） 
ここで、ＡＨＴＯは、体積Ｖｒｅｓ（リットル（Ｌ）で表される）の水を収容するリザーバから抜き出された体積Ｖｐ（リットル（Ｌ）で表される）の水の中に存在するトリチウム放射能（ベクレル（Ｂｑ）で表される）である。ＤＰＵＩＨＴＯは、水蒸気の形態であるトリチウムの放射線量因子であり、１ベクレルあたり１．８×１０−１１シーベルト（Ｓｖ／Ｂｑ）である。τは、トリチウム化された環境を含む部屋の滞在時間（時間（ｈ）で表される）である。Ｖは、滞在中にバブラーにより引き込まれた、トリチウム化された環境における空気の総体積（リットル（Ｌ）で表される）である。ηは、トリチウム化された環境に存在するトリチウムがバブラー中の水に捕捉される効率である。
【００５２】
本例においては、抜き出し体積Ｖｐは１０ｍｌである。リザーバ内の水の体積は１００ｍｌである。捕捉効率ηは０．８である。液体シンチレーション分光により測定されたトリチウムの放射能ＡＨＴＯは、１ベクレルである。滞在時間τは、１時間である。よって、滞在者により吸収されたトリチウムの放射線量は、０．０４マイクロシーベルト（μＳｖ）と推定される。
【図１】
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【国際調査報告】
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