第４回日本放射線安全管理学会・第４回日本放射線安全管理学会・
日本保健物理学会合同大会
日本保健物理学会合同大会
2022/11/26
2022/11/26 演題番号:
演題番号: 3B1-5
3B1-5

放射線教育で用いられる紫外線機器の安全確認
大阪公立大学 放射線研究センター、国際感染症研究センター（兼任）秋吉 優史
E-Mail: akiyoshi@riast.osakafu-u.ac.jp
http://anticovid19.starfree.jp/

X線、γ線、電子線などの放射線

シンナーなどの薬品を使わないので、体と環境に優しいよ!

放射線の力で刺激を与えます（励起）

グラフト（接ぎ木）
重合

中まバラバラの分子高分子の枝がにょきにょき伸びていきます
伸ばした枝の性質を上手くコントロー
ルすると、海水中の金属を集めるような機能を持った高分子を作ることが出来ます。
海の中のお宝を取り出せるかも?!

刺激された分子は、お互いにくっついて、高分子の固体になります

重合

UVレジン液UVレジンはX線やγ線よりもエネルギーの低い、紫外線でも重合して固体に変わります。
目に見える光じゃ固まらないよ!

であっと間にいう固まるよ!

UVレジンを使ったアクセサリー

UVレジンを使って、オリジナルアクセサリーを作ってみよう!

紫外線による殺菌・不活化効果
太古の昔から生物にとって紫外線は大敵で、オゾン層が出来るまで生物は陸上に上がることが出来なかった。紫外線は電離放射線には分類されず（法令上空気を電離できるエネルギーを有する光子、荷電粒子を電離放射線と呼ぶ）、DNA の主鎖を切るだけのエネルギーは無いが、配列している塩基同士を励起して接合してしまう場合がある。特に、ピリジミン二量体の生成が 紫外線による損傷の主たる物と言われており、DNAの複製を妨げる遺伝子損傷となる。
このように紫外線は放射線のように直接遺伝子を傷つけ、不活化するため対象とする菌、ウイルスの種類を問わない（多少の強い、弱いはあるが）。SARS-CoV-2 も紫外線で不活化されることが様々な論文で報告されている。
岩崎電気 芽胞形成菌の紫外線感受性(その2) - 枯草菌芽胞 https://www.iwasaki.co.jp/tech-rep/technical/81/

DNAに対する紫外線吸収の波長依存性

紫外線は波長によって長い方から UV-A(400-315nm), UV-B (315-280nm), UV-C(280nm未満) と分類される。殺菌効果のピークは260nm 程度で、310nm 程度になるとほとんど効果が無くなる。放射線滅菌の場合と同じように、照射量が増えると共に指数関数的に生き残る菌・ウイルスが減少する生残曲線を示す。
岩崎電気ウェブサイトより

紫外線の人体影響
2021/08 に、日本照明工業会・照明学会から一般人向けの「紫外線殺菌 ご利用上の注意」と言う形でパンフレットの作成が行われた (*)。
紫外線の有用性の周知だけで無く、紫外線による事故について取り上げると共に、透過力が低い等の弱点や、いい加減な製品も存在することなど、上手に使えば有用な紫外線利用上の注意点についての周知を行っている。
その中で波長毎の人体影響の違いについてもまとめられている。ただし、UV-Cによる人体への影響はほとんど分かっていないため一時的な炎症についての記載に留まっている。

紫外線の種類

UV-A

UV-B

UV-C

波⻑領域 （nm）

400 〜 315

315 〜 280

280 〜 100

即時⿊化⿊化増強ビタミンD3生成
DNA損傷反応(殺菌作用)
日焼け(サンバーン､サンタン)
皮膚がん・良性腫瘍
角結膜炎(雪目)
白内障・翼状片

人体への影響

光線過敏症、免疫機能低下、しみ・しわ(*) https://www.jlma.or.jp/siryo/pdf/pamph/notice_UV-light-emitting.pdf

DNA損傷反応(殺菌作用)
紅斑生成（サンバーン）
角結膜炎

UV レジン工作で使用される UV照射器

358730625

Intensity

Intensity

54201531025100200

300

400

500

600

700

800

200300400

Wave length / nm

500600700

800

Wave length / nm9W蛍光管を4本使用した照射器は、試料板表面位置に放射照度計（ケニス SDカード式紫外線強度計 YK37UVSD）のUV-A 用のプローブ表面が来るように設置したところ、中央付近でおおよそ 2.4mW/cm2 程度の照度であった。漏れ光を評価するために入口に向けて垂直にプローブを設置したところ、本体入口直近で1.5mW/cm2、10cm, 20, 30cm 離れるとそれぞれ 0.3, 0.09, 0.03 mW/cm2 程度となった。
LED 式照射器では、試料板表面位置で最大5.1 mW/cm2 （中央付近では2 mW/cm2 程度）で、入口付近垂直面では 2.0 mW/cm2、10cm, 20, 30 cm 離れるとそれぞれ 0.85, 0.36, 0.20 mW/cm2 程度となった。
なお、太陽光に含まれる紫外線では最も強い場合で 2.5mW/cm2 程度である。

許容限界値 TLV とはTLV（Threshold Limit Value）、許容限界値とは、ACGIH（米国労働衛生専門官会議）が決めた、労働者を労働環境から発生する様々な障害から守るために定められた値であり、一日8時間あたりの許容値となっている。国際的に受入れられており、我が国でも紫外線については
JIS Z8811, Z8812 に取り入れられている。
この許容限界値の逆数を取り、270nm を1として規格化した物は紫外線による障害の作用関数と呼ばれており、JIS C7550 によって様々な紫外線を用いた装置の安全評価に用いられている。
TLV 波長依存性のグラフから、UVレジン硬化用の360-380nm程度の波長のUV-A領域の紫外線に対する TLV は20～30J/cm2 にも達し、安全側に考えTLVを20 J/cm2 としてもこの値に達するためにはLED 式の照射器の入口直近(2mW/cm2)で凝視し続けたとしても、10,000秒必要と言うことになり、少し離れたところで作業を行う一般的なレジン工作などでは全く問題無いと言うことが出来る。

許容限界値（TLV）

紫外線による障害の作用関数

UVペンの測定と放射分光照度
同様に一般の子供向けに販売されているUVペン（スパイペンなどの名称で販売されており、可視光では見えない蛍光インクを光らせて秘密のメッセージをやりとりする）は、ピーク波長が 400 nm とほとんど可視光の領域であり、TLV は100 J/cm2 にもなる。紫外分光放射照度計（オプトシリウス
USB2000+ にコサインコレクタ CC-3-UV-S を装着、メーカーで放射分光感度校正）での測定では 1cm程度の距離でもピーク波長での分光照度は 2.4 mW/cm2/nm 程度であり、TLV に達するには直視したとしても 420,000秒程度（11時間半程度）を要する。このため通常の使用方法では紫外線に関する安全性には全く問題がないと言うことが出来る。
なお、UVペンの放射照度を YK-37UVSD の UV-A 用プローブを用いて測定した場合、0.2 mW/cm2程度との値になっていたが、これは可視光を拾わないために 390 nm 以上では感度が殆ど無くなっており、ブロードなスペクトルの裾野をわずかに測定していたため極端に照度が小さかったようである。
一方UVレジン用の照射器に対しては、放射照度計（UV-A用プローブ装着時）が 365 nm で校正されているため、大きな差はない。このように使用する紫外放射照度計と測定する光源の波長の関係によっては実際の値とかけ離れた値が出てしまうことがあるため、使用する紫外放射照度計を校正した
波長以外の光源を測定する際は、紫外放射分光照度計を用いる必要がある。
350300Intensity

250200150

100

500200300

400500

Wave length / nm

600700800