原子力緊急事態における放射線量評価

Overview of Radiation DoseAssessment
in Nuclear Emergencies

Tom Johnson, PhD, CHP, NRRPT, CLSO
Professor

Objective 目的• Ascertain radiation dose to an individual withoutradiation dosimetry• 放射線線量測定なしで個人への放射線量を確認す
る– Estimate radiation dose from large external radiation
source– 大きな外部放射線源からの放射線量を推定する– Estimate radiation dose from criticality accident– 臨界事故による放射線量の推定– Estimate radiation dose from nuclear weapon– 核兵器からの放射線量を推定する• Methods to determine radiation dose after anaccident• 事故後の放射線量を決定する方法

Immediately after Radiation Accident
放射線事故直後• Prevent acute radiation effects to individuals• 個人に対する急性放射線の影響を防ぐ• Radiation contamination issues are asecondary concern, especially when theradiation contaminated incident site andnumber of evacuees is large.
• 放射線汚染の問題は、特に放射線で汚染された事故現場と避難者の数が多い場合、二次的な懸念事項です。

Radiation Contamination
放射線汚染• Individuals with spot radiation
contamination greater than 2.2 × 106 dpm(37,000 Bq) should be a priority fordecontamination• スポット放射能汚染が2.2×106 dpm（37,000 Bq）を超える個人は、除染の優先事項である必要がありますDetermining Radiation Dose Froma Large External Radiation Source
大規模な外部放射線源からの放射線量の決定

放射線量 <1 Gy• Typically no signs or symptoms for people
below approximately 1 Gy
• No physical impairment• Radiation dose determination by– Blood bioassay – dicentric/acentric bioassay
can be used to determine >0.2 Gy– ESR using teeth or other items if radiationdose >0.5 Gy (difficult to perform)– Radiation dose calculation or modeling放射線量 <1 Gy• 通常、約1 Gy未満の人には徴候や症状はありません• 身体障害なし• 放射線量の決定– 血液バイオアッセイ–二動原体/非動原体バイオ
アッセイを使用して、> 0.2 Gyを測定できます– 放射線量が0.5 Gyを超える場合（実行が困難）、歯またはその他のアイテムを使用したESR– 放射線量の計算またはモデリング放射線量1 Gy - 2 Gy
• 5% -50% emesis 3-6 hours after radiation
dose. Emesis stops within 24 hours• No physical impairment• Chance of minor bleeding from gums
• Radiation dose determination by– Blood bioassay• <1400 lymphocyte cells / mm3 at 4 days

放射線量 2 Gy- 6 Gy
• 50% -100% emesis 1 – 6 hours after radiation
dose. Emesis stops within 24 hours.
• Cognitive impairment for 6-20 hours• Bleeding around gums, some purpura• Hair loss at >3 Gy in 14-21 days
• Radiation dose determination by– Blood bioassay• <1400 lymphocyte cells / mm3 before 48 hours• Lethal without treatment above approximately 3Gy– Death 3-12 weeks above 3 Gy with no medicaltreatment

放射線量 2 Gy- 6 Gy
• 放射線量の1〜6時間後、50％〜100％嘔吐。嘔吐は24時間以内に停止します。
• 6〜20時間の認知障害• 歯茎の出血、紫斑• 脱毛は14〜21日間で3Gyを超える放射線量で発生します• 放射線量の決定– 血液バイオアッセイ– <1400リンパ球細胞/ mm3 48時間前• 約3 Gyを超える治療なしの致死– 治療なしで3Gy以上3〜12週間で死亡

放射線量6 Gy – 8 Gy
• 75% -100% emesis <2 hours after radiation
dose. Emesis stops within 48 hours.
• Cognitive impairment >24 hours• Bleeding around gums, purpura• Permanent hair loss
• Radiation dose determination by– Blood bioassay• <1000 lymphocyte cells / mm3 before 24 hours• Death 3-12 weeks

放射線量6 Gy – 8 Gy
• 75％-100％嘔吐<放射線照射後2時間以内。
嘔吐は48時間以内に止まります。
• 24時間を超える認知障害• 歯茎周囲の出血、紫斑• 永久脱毛• 放射線量の決定– 血液バイオアッセイ• <1000リンパ球細胞/ mm3 24時間前• 3〜12週間で死亡

放射線量 >8 Gy• 98% -100% emesis <2 hours after radiation
dose. Emesis stops within 48 hours.
• Incapacitation• Bleeding around gums, purpura• Permanent hair loss, diarrhea, fever• Radiation dose determination by– Blood bioassay• <1000 lymphocyte cells / mm3 before 24 hours• Death 1-2 weeks

放射線量 >8 Gy• 98％-100％嘔吐<放射線照射の2時間後。嘔吐は48時間以内に止まります。
• 無能力化• 歯茎周囲の出血、紫斑• 永久脱毛、下痢、発熱• 放射線量の決定– 血液バイオアッセイ– <1000リンパ球細胞/ mm3 24時間前• 1〜2週間で死亡

Criticality Accident Radiation Dose
臨界事故の放射線量

Measure 24Na Activation in Human Body
人体の24 Na中性子放射化を測定するμGy
3.5 � 𝑥𝑥hDose in Gy =mass in kg• Place radiation detector in armpit
放射線検出器を脇の下に置きます• Calculate dose based on detector response
放射線検出器の応答に基づいて放射線量を計算する

Example 例

0.04 Gyへの高速中性子照射後に予想される
誘導24 Na放射能
Induced 24Na activity expected nf of 0.04 Gy
Mass inkg
70
80
90
100

Count rate
immediately
following accident(cpm)
275
310
350
400

Count rate 15minutes afteraccident(cpm)
135155175200ヘア

Measure 32P Activation in Hair
毛髪の32 P中性子放射化を測定す•る
Fast neutrons activate hair
• 高速中性子は髪を活性化する– IAEA Technical Report Series 152 for samplepreparation
D = 0.55 A

A = 32P activity (dpm/g hair ヘア)
D = Gyの放射線量Radiation Dose Estimation for
Criticality (Rule of 7 and 10)臨界の放射線量推定（7および10のルール）• For every seven-fold increase in time after
a criticality, there is a ten-fold decrease inradiation dose.
• 臨界後の時間の7倍の増加ごとに、放射線量が10倍減少します。

例 Example

Time inhours
1Fraction
decrease-Radiation
Intensity Gy/h1000

71/10

100

491/100

10343

1/10001

Nuclear Weapon Dose Estimate

Distance to LD50 Initial Nuclear Radiation (INR), Residual Nuclear Radiation (RNR)
LD50初期核放射線（INR）、残留核放射線（RNR）までの距離

例：爆発後1時間以内のGyの線量
Example: Dose in Gy 1st h After Det

Detonation 1000 m 2000 m 10,000 myield (kt)
0.01

6.7

1.5

0.001

0.1

38

8.3

0.1

1210

47

0.6

101200260

3.5Methods to determine radiationdose after an accident
事故後の放射線量を決定する方法

Biological Measures of Radiation Dose
放射線量の生物学的測定• Count lymphocytes or acentric anddicentric DNA to ascertain radiation dose
• リンパ球またはアセントリックおよびダイセントリックDNAをカウントして、放射線量を確認します– Well established method 確立された方法– Measures >0.2 Gy 測定値> 0.2 Gy

Radiation Dose from Inhalation
吸入による放射線量• Nasal swabs – assume estimate 5-10% ofintake, may be as high as 25%
鼻腔スワブ–摂取量の5〜10％を推定すると仮定すると、25％になる可能性があり
ま– Useful for determining if inhalation ofradioactive material occurred–
放射性物質の吸入が発生したかどうかを判断するのに役立ちますBioassay バイオアッセイ– In vivo analysis of radioactive material
deposited in the body using NaI or HPGe
– NaIまたはHPGeを使用して体内に沈着した放射性物質の生体内分析– In vitro analysis of radioactive material
deposited in the body using urine or fecalanalysis– 尿または糞便分析を使用した体内に沈着した
放射性物質の生体外分析

Electron Spin Resonance (ESR)
電子スピン共鳴• Useful for external gamma ray radiation doses>0.5 Gy• 0.5 Gyを超える外部ガンマ線放射線量に有用• Requires crystal matrix materials• 結晶マトリックス材料が必要– Tooth, watch crystal, some building materials– 歯、時計の水晶、いくつかの建築材料• Complex, time consuming 複雑で時間がかかるMathematical Estimate of Radiation
Dose
放射線量の数学的推定• Photon measurements 光子測定
22
𝐼𝐼 1𝑑𝑑1 = 𝐼𝐼 2𝑑𝑑2

• I1 = 位置1の放射強度• I2 = 位置2の放射強度• d1 =位置1から放射線源までの距離• d2 = 位置2から放射線源までの距離

Example例• The radiation dose rate from a radiation
sources is 0.05 Gy/h at a distance of 10meters. A person was standing at 2 metersfrom the source for 1 hour. What is theradiation dose?
• 放射線源からの放射線量率は、10メートルの距離で0.05 Gy / hです。 1人が1時間、ソースから2メートルのところに立っていました。放射線量はいくらですか？

Example Inverse Square Law
逆二乗の例
𝐼𝐼1𝑑𝑑12 = 𝐼𝐼 2𝑑𝑑22• I1 = 0.05 Gy/h
• I2 =位置2の放射強度• d1 = 10 m
• d2 = 2 m
0.05 Gy/h (10 m)2= 𝐼𝐼 2 (2 m)2
I2 = 1.25 Gy/h

1.25 Gy/h for 1 hour = 1.25 Gy

事故の放射線量を推定するための無料ソフトウェア• Biodosimetry Assessment Tool
• WinFRAT—First-responders RadiologicalAssessment Triage• https://www.usuhs.edu/afrri/biodosimetrytools

Questions?

Tom Johnson
tj@colostate.edu+1-970-491-0563