日本中が震撼した 3 月 11 日の東日本大震災を境に，絶対に安全と言われてきた原子力発電の神話が一瞬にして崩れ，私たちの生活を脅かしています。特に原子力発電所からの放射性物質の環境への漏洩は，最も憂慮される事態であり，世界各国がその成り行きを注視しています。放出された放射性物質を短期間に回収することは難しく，今後，広範囲，かつ長期間にわたるモニタリングが必要とされるでしょう。一方，今回の事故に関して，これまでになく分析値が各分野に影響を及ぼしています。報道されている分析値の意味について，分析化学の立場からも把握し，現状の正確な理解を促す責務があります。このような事態に鑑みて，「ぶんせき」編集委員会
では，今回の事故に関連した放射性物質について，まずはこれらのふるまいなどを正しく理解するために最小限必要となる基礎的知識を，広く会員に提供する必要があると考えました。本連載は，原発事故で注目される放射性物質に限定して，分析化学的視点に基づいて事態を正しく解釈できることを目指し，少しでも役立つものを提供できればと企画するものであります。
まず，本号においては，今回の原発事故に関連する「放射能・放射線」の測定値を正しく理解するため，基本的な知識の提供を目的に二つの記事を紹介します。一つ目は特に，「放射能」「放射線」といった，誤解されやすい用語の本質・定義を示した上で，報道されている「数値をどのようにみるか」を解説しました。さらに二つ目として，具体的な放射能・放射線の各種測定方法について，核分裂生成物などの挙動を解説した上で，測定上のポイント・注意点などを含めて概説しました。詳細については既刊の測定マニュアルを参照できるようにも配慮されております。
今後，環境中における放射性物質の動態とその測定技術などの企画を進めて参ります。会員皆様の理解の一助としていただければ幸いです。
〔「ぶんせき」編集委員会〕

放射能量・放射線量の数値をどのようにみるか？

花 岡1

宏 史， 上 原

知 也， 荒野

泰

同位体のうち，時間とともに原子核の陽子と中性子の数は じ め にが変化（壊変）して放射線を放出するものが放射性同位東日本大震災に伴う福島第一原子力発電所の事故によ体（放射性同位元素）である。

り，131 I などの放射性物質が原子力発電所外に放出さ放射性物質とは，放射能を持つ物質の総称であり，れ，環境や人体に及ぼす影響が懸念されている。イン235U や 131I などの放射性同位元素や，核反応を起こしターネット上では，行政機関の公表から，真偽不明でいて生成する放射化物質などを指す。ここで，「放射能」

あおあふたずらに恐怖心を 煽る記述まで様々な情報が 溢れていとは，放射線を放出する能力の大小を表す用語であり，る。こうした状況にある今こそ放射線等についての正し「放射性物質」が「放射線」を出す能力が「放射能」でい知識を持ち，冷静かつ適切な対応が求められる。本稿ある。これまで「放射能漏れ」という誤った表現で，漠では，放射能と放射線についての基礎知識をまとめ，放然と恐怖心を煽る報道が多かったが，漏れたのは，どの射線量に対する基本的な考え方を記す。

放射性同位元素で，どのような性質であるかを正確に把2

放射能と放射線2･1

放射性物質

元素のなかには，同じ元素でありながら（陽子数が同じ），中性子数が異なる同位体（同位元素）が存在する。
310

握して，それに適した対応を考えることが重要である。
なお，放射能の量を表す単位として「ベクレル（Bq）」，放射線の強度や生体に与える影響を表す場合に「グレイ（Gy）」，「シーベルト（Sv）」などの単位が用いられる。
これについては後述する。
ぶんせき  

2･ 2

自然放射線と人工放射線

放射線を出す放射性物質は地球の誕生以来，存在し続これを利用したものである。人の体に存在する 14C からも約 2500 Bq に相当する放射線が放出されている。

けている。また，宇宙からも放射線が降り注いでいる。

これに対して，臨床診断で用いられる X 線や g 線，地球の起源は約 46 億年前，人類は 400 ～ 500 万年位前

そして，現在問題とされる原子力発電所の事故で放出さに出現したといわれる。したがって人類は，様々な放射れた 131I や 137Cs 等から放出される放射線を人工放射線線が存在する中で誕生し，その生涯を過ごしていることとよぶ。131 I や 137Cs は原子力発電所で使用されるウラをまず理解しておく必要がある。

ンの核分裂反応により生じ，自然界には存在しない。し

現在検出できる自然界に存在する放射性同位体には，たがって，これらの放射性同位体が検出された場所に１ 壊変系列をつくるもの，◯２ 単独で存在するもの，◯
３宇◯

は，原子力発電所の事故等により放射性物質が飛散した宙線や天然の放射線による核反応で絶えずつくられるもことを示す。のに分けられる。これらの詳細は省略するが，代表的な１ に対応するのが 235U, 238U などの放射性核種として，◯

2･ 3

天 然 放 射 性 元 素 と そ の 放 射 性 壊 変 で 生 成 す る 226Ra,放射線は不安定な原子核が安定な原子核に移る際に放222Rn 等である。◯
２ の代表例は 40K であり，地球上に存出される粒子や電磁波であり，a 線，b 線，g 線，X在するカリウムのうちの 0.012％ が 40K である。40K は線，中性子線等がある。放射線が物質中を透過するとき

海水中，食物中，そして，私たちの体内に存在するカリに，エネルギーを物質に与え，自らはエネルギーを失ウム中にも同じ割合で存在する。40K は半減期が 1.28×う。このエネルギーにより，原子核周辺の電子がはじき109 年で b 線， g 線と X 線を放出する（図 1 ）。体重 60飛ばされ，原子が電荷を持つ。これを電離作用という。

kg の人では，およそ 3700 Bq の 40K が存在し，これに放射線が単位長さを進む間に物質に与えるエネルギー付

よ り 年 間 0.17 mSv 程 度 の 被 ば く を 受 け て い る 。14 C

与率を線エネルギー付与（ LET ）といい，電離作用のは，宇宙線から 2 次的に生成する中性子と大気中の窒強い放射線を高 LET 放射線という。放射線の種類によ素との核反応により生成し，半減期 5730 年で b 線を放り物質の透過性やエネルギー付与率が異なるため，生体出する。大気中の 14C の割合も一定に保たれており，天に及ぼす影響にも相違がある。

放射線の種類と被ばくによる影響

然存在比は 0.00000000012 ％ である。14C は大気循環に

a 線は陽子 2 個と中性子 2 個からなる＋2 価の荷電粒組み込まれて大気から生体に摂取される。生体が活動中子で，ヘリウム原子核と同じである。a 線は電離作用がは，14C の生体内存在比は天然存在比と同じであるが，たいへん強い高 LET 放射線であるが，透過性が弱く，生体の死後は 14C の供給を受けないため半減期 5730 年

紙一枚で遮へいされる。したがって，外部被ばくへの影で 14C の割合は低下する。14C を利用した年代測定は，響は無視できるが，体内に取り込まれた場合には大きな作用を及ぼすため，内部被ばくへの影響は大きい。

b 線は電子そのものであり，陰電子である b－ 線と陽電子である b＋ 線が存在する。このうち陽電子は自然界では不安定で，物質中の陰電子とすぐに結合して同時に2 個の光子（消滅放射線）を反対方向に放出する。これを利用したのが，ポジトロン断層撮像法（ PET ）である。一般的に b 線と呼ぶ場合は，通常 b－ 線のことを指す。 b－ 線は，そのエネルギーに応じて物質との相互作用の程度が異なる。アルミの板で遮へいできる程度の透過力なので外部被ばくへの影響は小さいが，内部被ばくには留意する必要がある。

g 線や X 線は共に電磁波であり，粒子としての性質もあわせ持つことから光子とも呼ばれる。 g 線や X 線は透過力が強く，その遮へいには鉛やタングステンなどの原子番号の大きな物質が用いられる。透過力の強い性質を利用して胸部 X 線検査や CT 検査に利用されており，医療被ばくのほとんどが g 線 や X 線による。透過力は強いが電離作用は小さいため，外部被ばくの主たる原 因 と な る が 内 部 被 ば く へ の 影 響 は 小 さ い 。131 I や137Cs は g 線の他に b－ 線も放出するため，内部被ばく

図1
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40K の壊変と外部被ばくの双方に影響を及ぼす。
311中性子線はその名のとおり中性子そのものであり電荷を持たないので，物質中を透過しやすい。中性子線は核分裂に伴い放出されるが，放射性物質の壊変では放出さ減期 Te は
11
1＝＋Te
TpTb

れない。中性子が生体内の水素（水分子は人体の 70％）で表される。この式から，実効（有効）半減期は，物理の原子核にぶつかると，陽子がはじき飛ばされて体内に学的半減期あるいは生物学的半減期のうちの短いほうよ存在する周辺の分子をイオン化して，細胞の構成分子をりも短いことが分かる。体外被ばくでは物理学的半減期破壊する。中性子による電離作用は，その軌跡に沿ってが，体内被ばくでは，実効（有効）半減期が重要な指標密に生じるため，外部被ばくに留意する必要がある。となる。
生体に及ぼす放射線の影響は，放射線の種類やエネル

3

測定数値の見方

3･1

外部被ばくと内部被ばくの評価

ギーのほかに，生体の組織や臓器によって異なる。これを考慮した放射線量が実効線量（単位は Sv）である。

前述のように放射能は放射線を放出する能力の大きさ

組織や臓器の放射線感受性を考慮した係数である組織荷であり， 1 Bq は 1 秒間に 1 個の壊変が起こる放射線源

重係数を用いて組織ごとに「等価線量×組織荷重係数」の強さ（壊変の度合い）を示す。電球に例えると電球がを計算し，これを合計した線量が実効線量となる。

出す光の強さが放射能であり，光が放射線に相当する。

すなわち，実効線量を E ，組織荷重係数を wT ，等価線ある放射性核種 A が放射壊変により B へと変化する場

量を HT とすると，合，その壊変の速さはそのときに存在する原子の個数に比例する。半減期は通常，物理学的半減期を指し，放射E ＝∑wT × HT
Tただし，∑wT ＝ 1性同位体の数が半分になるまでの時間を示す。半減期はである。細胞分裂の盛んな組織や未分化な組織は放射線

放 射 性 核 種 に 固 有 の 値 で あ り ， 例 え ば 131I で あ れ ばの感受性が高く，組織荷重係数が大きい（赤色骨髄，結8.02 日，137 Cs は 30 年で放射能は半分になる。過去の腸，肺，胃＝0.12）。

核実験等により生じた 137Cs が現在も存在しているのは

食事や呼気などによって人の体内に放射性物質が取り込まれた場合の内部被ばくの算出は，その放射線によるその長い半減期による。
放射線の生体に対する影響は，放射線が生体に当た組織または臓器の内部被ばくを将来にわたって推定する

り，生体にエネルギーが付与されることで生じる。放射必要がある。この評価に用いられる預託等価線量

線が物質に与えるエネルギーの大きさを表す単位（吸収（HT(t ))とは，放射性物質を体内に摂取した後，体内に線量）をグレイ（ Gy）という。 1 Gy とは放射線によっ残存する放射性物質からその組織または臓器が受ける等て 1 kg あたり 1 J（ジュール）のエネルギーを与えられ価線量率を時間積分した線量である。

た状態である。一方，生体に対する放射線の影響は，同じ吸収線量でも放射線の種類により異なる。生体に対す

t 0＋ tf

HT(t ) ＝HT(t )dtt0

る影響の度合いは，放射線により生体に与えられるエネ

ここで，HT（t ）は時刻 t における組織や臓器中の等価ルギー（吸収線量）に，放射線の種類を考慮した係数

線量率，t は積分を行う期間である。積分期間が与えら（放射線荷重係数）を乗じた等価線量で評価される。単れない場合は，成人に対しては被ばく時から 50 年，子位はシーベルト（Sv）である。

供に対しては 70 年までとされる。

等価線量（Sv) ＝ 吸収線量（Gy) × 放射線荷重係数b 線と g 線の放射線荷重係数は 1 であるが，a 線の放射線荷重係数は 20 である。
対象とする空間の単位時間あたりの放射線量を空間線預託等価線量に組織や臓器の荷重係数 wT を乗じ，それぞれの値を加え合わせたのが預託実効線量（ E ( t ））であり，次式で表記される。
E(t ) ＝∑wT × HT(t )T量率といい，単位として Sv/h あるいは Gy/ h が用いら

預託実効線量は，放射性物質の物理学的半減期や体内れる。空間線量率（ Sv / h ）に，存在時間を乗ずることでの代謝，排泄に組織や臓器の放射線感受性を加味したで外部被ばく量が算出できる。この場合， b－ 線と g 線線量であり，成人では摂取後 50 年（子供では 70 年）が対象となるので，1 Gy/h≒1 Sv/h である。の積分期間の総計を示す。

はいせつ

体内に取り込まれた物質の半分が排泄されるのに必要

しかし，体内に取り込まれた放射性物質の体内残存量な時間を生理学的（生物学的）半減期という。生体に入っを経時的に計測することは極めて困難である。そこで，た放射性物質は物理学的半減期と生理学的半減期の双方摂取した放射性物質の量と組織や臓器が受ける線量とのによって減衰する。この双方をあわせた減衰時間が実効関係を予め算出し，この値（実効線量係数）を用いて摂（有効）半減期であり，物理学的半減期および，生理学取した放射性物質量から預託実効線量が算出されている。

的半減期をそれぞれ Tp, Tb とすると，実効（有効）半312

ぶんせき  

預託実効線量（mSv) ＝ 実効線量係数（mSv/Bq)
× 放射性物質摂取量（Bq）

mSv の放射線を受け，その合計は 1.48 mSv である。日

本 国 内 に お い て も 年 間 で 0.4 mSv 程 度 の 地 域 差 が ある。たとえば東京の銀座通りは，他の東京の地域に比べ実効線量係数は，放射性同位体の種類，体内への取り込て約 3 倍強い放射線を出している。その原因は，歩道み経路（経口か呼気か），そして，組織や臓器によって，に敷き詰められた花崗岩による。また，花崗岩を使ったそれぞれ異なる値が定められている。これを用いること

立 派 な ビ ル も 建 ち 並 ん で い る 。 花 崗 岩 に は ，40 K やで，飲料水中に含まれる放射性物質による内部被ばくが226Ra などの天然に存在する放射性同位体が含まれ，そ以下の式で求められる。の量が他の岩石よりも多いからである。自然放射線に医か こう

預託実効線量 ＝ (飲食物摂取量［ kg / day ]) × (摂取日数［day]) × (実効線量係数［ mSv/Bq]) ×(放射能濃度［Bq/kg]) × (市場希釈係数) × (調理等による減少補正）

療被ばく等の人工放射線による被ばくを加えた年間の実効線量は，日本人一人当たり 1 年間に平均 3.75 mSv である。また，2007 年 ICRP（International Commissionon Radiological Protection：国際放射線防護委員会）勧告によると，医師，診療放射線技師，看護師などが職務

例えば，131 I 濃度が 2000 Bq / kg のほうれん草（基準値の遂行により受ける被ばく量（職業被ばく）は，5 年間上限）を毎日 50 g ずつ 1 年間摂取したとすると，131 Iの平均値として 20 mSv（1 年当たりの上限値を 50 mSv）の経口摂取した実効線量係数＝2.2×10－5［mSv/Bq］，と定められている。

市場希釈係数と調理等による減少補正を 1 とすると，預託実効線量 ＝ 0.05 × 365 × 2.2 × 10－5 × 2,000＝ 0.803［mSv］

放射線の体に及ぼす影響には，低線量では影響が出な
いが，ある一定の値（しきい値）以上になると線量に応じて重篤度が増加する確定的影響と，受ける線量が多くなるほど影響の出る確率が高まる確率的影響に区別してと算出される。水洗や調理によって多くの 131I は除かれ評価される。前者には白内障や脱毛が，後者には発がんるので，実際は，これよりもはるかに小さい値となる。

や遺伝的影響が考えられている。後者によるがんの発生率と遺伝的影響に対する損害リスク係数は，ICRP2007

3･ 2

数値をどう読むか

勧告では，それぞれ 0.055 / Sv, 0.002 / Sv と見積もられ前述のように，自然界には多くの放射性物質があり，ている。これは，がんや遺伝的影響の出るリスクが 1

それらから放射線が放出されている。自然放射線には，Sv 当たり 5.5 ％, 0.2 ％ 増加することを示す。これを先宇宙，大地等の外部から受ける放射線と植物摂取や空気ほど例示した 2000 Bq / kg のほうれん草 50 g を 1 年間中のラドンの吸入などによって内部から受ける放射線が摂取した場合に当てはめると，がんになる確率は，（5.5ある。世界平均では 1 年間に一人当たり，その合計は× 10－3×0.803 より）0.004 ％ 増加することになる。現

2.4 mSv となる（図 2）が，その地域差（1～10 mSv の在の日本でがんになる確率は，男性で 53.6 ％，女性で範囲）は大きい。一方，日本人は，宇宙線，大地，食40.5 ％ で あ る か ら ， 男 性 で は ， そ の 確 率 が （ 53.6 ＋物，大気中ラドンから，それぞれ 0.29, 0.38, 0.40, 0.410.004＝）53.604 ％ に増加することを示す。なお，ここで注意を要するのは，これらは，原爆やチェルノブイリの事故等により高線量の放射線を一度に浴びた人の調査に基づく結果であることである。実際， 100 mSv 以下の線量では，がんによる死亡者が増加する明確な結果は得られていない。低線量の放射線を長期間受けたときには，高線量の放射線を一度に受けたときとは異なる生体反応が進行することを示す実験結果も多く，高線量の放射線の被ばくから得られた数値を低線量の放射線に対する影響の評価に用いるのは適切ではない。低線量の放射線により生体免疫系が活性化され，がんの抑制効果を示す「放射線ホルミシス」を支持する研究成果も多く報告されている。伝承的に健康に良いとされているラジウム温泉やラドン温泉などの放射能泉の効能と低線量放射線による影響との関係に関する研究も進められ，温熱効果（温泉で体が温められる効果），化学効果（皮膚や呼吸を図2

自然放射線から受ける線量（原子力・エネルギー図面集

通して吸収する化学物質による効果），そして放射線効2011 より）。

果が効能に関与すると考えられている。

ぶんせき  313

4

http://www.fpcr.or.jp/pdf/statistics/fig09.pdf

お わ り に日本放射線技術学会雑誌（学術交流委員会報告）：http:

放射線には様々な種類があり，その性質も異なる。

// www.jstage.jst.go.jp / article / jjrt / 63 / 11 / 1320 /_ pdf / 「放射性物質が検出された」ことが直ちに「危険」と考char/ja/

える前に，それによる被ばく線量が自然放射線や人工放放射線医学総合研究所ホームページ内放射線被ばくに関射線により受ける被ばく線量に比べてどの程度なのかをする基礎知識考える必要がある。一般公衆の年間被ばく線量である 1pdf/i14_j1.pdf

mSv （ 1.48 mSv ）を越えることが，直ちに危険な状態

文 部 科 学 省 人 体 と 放 射 線 の 関 係 ： http: // 294bros.につながるわけでは決してない。そして，検出された放財 日本原子力文化振heteml.jp/jishin/hibaku_list.html（射性物質がどのような放射線を，どの程度の半減期で放興財団が開設している原子力・エネルギー教育支援情報

出し，体内でどのような体内動態を示すのか，を考えた

提 供 サ イ ト （ http: // www.atomin.go.jp / data / pdf /上で冷静に対応することが必要である。また報道されてreference/radiation/jintai_05.pdf）から転記。

いる測定値も様々な単位で表記されており，何を表す単位であるのかを正しく把握することも重要である。本稿

第 6 報 ： http: // www.nirs.go.jp / data /
花岡宏史（Hirofumi HANAOKA）
千葉大学大学院薬学研究院（〒 260 8675

が放射能・放射線に対する理解を深め，今回の事故に対

千葉市中央区亥鼻 1 8 1）。京都大学大学する対応の一助となれば幸いである。

院薬学研究科修了。博士（医学）。≪現在の研究テーマ≫がんの診断・治療用の放射5性薬剤の開発。≪主な著書≫“がんの分子参考文献

標的治療”（分担執筆）（南山堂）。≪趣本稿を作成する上で，以下の書籍等を参考にした。
新放射化学・放射性医薬品学（改定第 2 版），佐治英郎，前田E mail：hhanaoka＠chiba u.jp

上原知也（Tomoya UEHARA）

稔，小島周二編，南江堂

放射化学と放射線化学，河村正一，井上修，荒野泰，川井恵一著，通商産業研究社
放射線安全管理学，飯田博美，安東味≫ゴルフ

千葉大学大学院薬学研究院（〒 260 8675
千葉市中央区亥鼻 1 8 1）。京都大学大学
院薬学研究科修了。博士（薬学）。≪現在醸，川井恵一著，通商産業研究社の研究テーマ≫放射性薬剤の設計。≪主な著 書 ≫ ``Technetium 99m

Radiophar-maceutical: Status and Trends''（分担執元素 111 の新知識（Blue Backs）第 2 版，桜井弘編，筆）（IAEA）。≪趣味≫ボウリング，ツーリング。

講談社

E mail：tuehara＠p.chiba u.ac.jp

人は放射線になぜ弱いか（ Blue Backs ）第 3 版，近藤荒野

宗平泰（Yasushi ARANO）

千葉大学大学院薬学研究院（〒 260 8675

本当は怖いだけじゃない放射線の話，大朏博善，ワック

千葉市中央区亥鼻 1 8 1）。京都大学大学

株式会社

院薬学研究科修了。薬学博士。≪現在の研日本放射線影響学会ホームページ： http:// wwwsoc.nii.

究テーマ≫SPECT 薬剤やアイソトープ治療薬剤の開発研究。≪主な著書≫ ``IAEA

ac.jp/jrr/index j.html

Human Health Series (No. 8) Clinical日本核医学会ホームページ：http://www.jsnm.org/

Translation of Radiolabelled Monoclonal

原子力・エネルギー図面集 2011 ： http: // www.fepc.or.
jp / library / publication / pamphlet / nuclear / zumenshu /314

野球（今はもっぱら観戦）。
E mail：arano＠p.chiba u.ac.jp

digital/index.html

財団法人癌研究振興財団

Antibodies and Peptides''. （分担執筆）（IAEA）。≪趣味≫読書，食べ呑み歩き，がんの統計（ 2010 年版）：

ぶんせき  