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タイトル

線量 008
大気圏内核実験
人体放射能
化学分析
人骨中のストロンチウム-90 の濃度水準と線量
Strontium-90 in human bones
人骨、ストロンチウム、胎児、食事

キーワード
概要
大気圏内核実験由来のストロンチウム-90（Sr-90）による日本人への被ばく評価を目的とし、1960 年代初期より国内各地から収集された日本人（成人から幼児や胎児まで）の骨中 Sr-90 濃度の分析と骨線量の評価を行った。この結果、日本人の骨中 Sr-90 濃度の水準と年次変化を把握すると共に、年齢群別や骨の部位別による相違を明らかにした。
また、Sr-90 の食物から骨への移行と骨中 Sr-90 の代謝について解析すると共に、分析した骨中 Sr-90 濃度から推定した骨髄及び骨内膜への線量を評価した。日本人を対象にして分析および解析して得られた結果は、国外で報告されている結果と比較した。
詳細1945 年以来の大気圏内核爆発により 1980 年までの間に放出された放射能総量は60.4 x 1016 Bq（約 16 MCi）と推定されている（国連科学委員会UNSCEAR報告）。
1945 年には広島市西部の住宅雨樋から核分裂生成物Ba-140 、La-140 と並んでSr-89 の検出報告があり、半減期の長いSr-90 も存在したと考えられる。わが国の科学技術庁は 1957 年より全国各地の放射能調査を開始し、人骨中のSr-90 分析は 1961 年から実施してきた。
方法
骨試料は肋骨、大腿骨その他の長骨及び脊椎骨を主体に、調査開始当初は東京、大阪、京都、新潟、福島、宮城から、その後は東京、札幌の衛生研究所等を通じて収集し、世界保健機関（WHO）法により Sr-90 の放射化学分析を行い、低バックグラウンド型ベータ線測定装置で放射線を測定した。また、試料中の安定 Sr は原子吸光分析装置によって定量した。Sr-90 濃度は Sr と化学的性質が似たカルシウム（Ca）1 グラム当たりの Sr-90放射能（m Bq / g Ca）で表し、以下 Sr-90 / Ca 比と略称する。
結果① 骨中の Sr-90 濃度
日本人の胎児・死産児、0-4 歳児、5-19 歳の子供・青少年及び成人の骨中 Sr-90
濃度は、日常食中の濃度が 1964 年に最高値を示した後、ほぼ 1965 年に頂点に達し、その後減少して来た。年齢群別濃度の順位は、幼児＞子供・青少年＞胎児・死産児＞成人であった。
1970 年以降、母親の食事中の Sr-90/ Ca 比が低下し、胎児・死産児群の Sr-90
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濃度が最も低い値となった。
地域間の比較では東京と新潟の主として肋骨の濃度に系統的な差は無かった。表 1 のように日本成人の Sr-90 / Ca 比は、ノルウエーよりやや低いがニューヨークなどとほぼ同じ水準で、北半球平均値よりもやや低かった。
② 骨中の Sr-90 濃度分布
骨の部位により Sr-90 濃度は一定でないとされるが、1972 年から 1975 年にかけて肋骨中濃度/脊椎骨中濃度の比は 0.9、長骨/脊椎骨の比は 1972 年には 1.1 となった。
③ Sr-90 の食物から骨への移行
食物中のSr-90 は人の胃腸管から血液に吸収されて骨に沈着する際に、その割合がCaに比べて小さくなることが知られている。その移行の割合を表すため、初期にはObserved Ratio（観察比）を用いて、OR骨－食事 = (骨中Sr-90/ Ca比)/ 食事中(Sr-90/ Ca比)が計算された。日本人の安定Sr定量値を用いると、成人では 0.12、胎児・死産児では母親の食事を分母として 0.055 であり、胎盤通過の際にSrが Caに対して差別されていることがわかる。 その後、UNSCEARは、移行係数P34すなわち、骨と食事間のSr-90 / Ca比の時間積分値の比で表して、アルゼンチン、デンマーク、ニューヨーク、サンフランシスコのP34値は 0.11 から 0.32 と計算している (表 2)。なお
移行係数P34 については別稿「環境への放射性物質降下量から食品由来の被ばく量を評価する方法」を参照のこと。
④ 骨中 Sr-90 の代謝速度
食品中の Sr-90 が骨に取り込まれる速さは、また骨から出て排泄される速さと関係しており、一年間に骨の Sr-90 が食品から取り込んだ Sr-90 と入れ替わる割合（年間交代率）で表される。
日本人の食品と骨のSr-90と安定Sr の比率（比放射能という）の実測値から、Riveraの予測モデルを用いて推定された年間交代率は、5-19 歳のグループ（子供と青少年）では約 30%で、20 歳以上のグループ（成人）では約 5%であった。つまり、子供と青少年グループでは 1 年間に骨の Sr-90 の約 30%が新たに食品から取り込んだSr-90 と入れ替わり、大人の骨では約 5%が入れ替わることを示した。
一方、ニューヨーク住民の食品と脊椎骨中 Sr-90 の実測データから Bennett のモデルにより推定された年間交代率は、１歳以下の乳児でほぼ 100%、10 歳以下の子供で約 40%、成人では 20%と報告された。以上のことから乳幼児、子供は食事中Sr-90 を大人に比べて早く取り込むが、また、骨に蓄積した Sr-90 の排出も早いことを示している。
⑤ 骨中 Sr-90 による線量の推定値と年齢差骨に入った Sr-90 はベータ線を放って自身は Y-90 に変わり、Y-90 はまたベータ線を放出する。このベータ線が骨の表面の細胞（骨内膜細胞）と骨髄細胞に吸収され、
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そのエネルギーが骨腫瘍や白血病に関係すると言われる骨線量を与える。
線量の計算の方法はいくつかあり、国連科学委員会の報告書に見られる一方法で計算した、1972年の時点の各年齢の日本人が 1962 年以来、骨髄と骨内膜が受けた吸収線量の積算値を図 1 に示す。
積算線量は 30 歳以上の年齢では変わらないが、それ以下の年齢では明らかに高い値であり、9 歳と 22-23 歳付近の年齢で高い山が見られる。これは、成長の著しい乳幼児期と思春期に、食品中の Sr-90 濃度が最大であった（1964 年前後）ことによると推定された。
こうした分析結果から、母親の食事から胎児骨へのSr-90 の移行は、成人における食事から骨への移行に関する観察比 0.12 に比べて、胎盤の機能によって約２分の 1 と推定される。90Srが骨に出入りする速さ（代謝速度）は乳幼児ではとくに早いため、食事中90Sr濃度の影響を早く受けること、また、Sr-90 濃度の低い母乳、食事環境に入れば、骨中90Sr濃度も早く減少すること、思春期までの年齢では大人に比べて食事環境の影響を受けやすいことがわかる。
図表
表 1. 1970 年代における各国成人の脊椎骨中 Sr-90/Ca 比（mBq / g Ca）
年

日本

ノルウエー

デンマーク

サンフラン
シスコ市

ニューヨー
ク市

ネパール

1974
1975
1976
1977

414436348910067745256373326262644414137110130140150

表 2. UNSCEAR 推定による Sr-90 の食事から骨への移行係数
出典
地域
観察期間
移行係数 (P34)
アルゼンチン
1965 - 1979
0.32
UNSCEAR1982
デンマーク
1960 - 1979
0.16
UNSCEAR1982
ニューヨーク市
1954 - 1979
0.11
UNSCEAR1982
サンフランシスコ市
1961 - 1978
0.18
UNSCEAR1982
日本（大人）
0.12(観察比)
本研究3

図 1.日本人の骨髄（Bone marrow）及び骨内膜（Endosteal cells）がSr-90 – Y-90 ペアから受けた吸収線量の積算値（期間 1962-1972 年）（河村：放医研第 3 回環境セミナー報文集 (1976) より）

文献
1. H. Kawamura, K. Shiraishi, Y. Igarashi and Y. Sakurai: Transfer of 90Sr in theenvironment to human bone and radiation dose due to the atomic bomband weapons testing, in “Health Problems in Connection with Radiationfrom Radioactive Matter in Fertilizers, Soils and Rocks” (Jul Lag, ed.),
Norwegian Academy of Science and Letters, Norwegian University Press,Oslo (1988).
2. 河村日佐男：骨中90Sr濃度の推移と骨線量， 放医研第 3 回環境セミナー報文集,NIRS-M-14, p.55-60 (1976).

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