2017/04/08（土）府大花（さくら）祭りミニ講義
2017/04/08（土）府大花（さくら）祭りミニ講義
於於 大阪府立大学
大阪府立大学結局どれぐらい放射線は身体に影響があるの?
大阪府立大学 放射線研究センター
准教授 秋吉 優史

放射線が身体に入ると何が起こるの?
放射線は原子の周りの電子を弾き飛ばしてしまい、結合している手を切ってしまったりする「電離作用」を起こします。

直接DNAを構成する原子を電離して切断するほかに、水を電離して、活性酸素のような化学的に活性なラジカルを作り出します。このラジカルが、間接的にDNAを切断します。

水分子

電離される

間接作用

直接作用

放 射 線

OHラジカル細胞のDNAは放射線以外にも呼吸により発生する活性酸素などで常に攻撃されています。
細胞は切断されたDNAを修復したり、修復しきれないと自殺してしまったりして、間違った情報が残らないようにしています。
余りにも多くのダメージを受けると、修復しきれずにDNAが変異し、場合によっては発がんの原因となったりします。放射線を一度に受けたときの症状
凡例

ミリシーベルト

局部被ばく
皮膚急性潰瘍

部位症状

全身被ばく

10,000以上

10,0009,000

全身100％の人が死亡

全身50％の人が死亡

1,000

全身悪心、嘔吐（10％の人）

500

全身

末梢血中のリンパ球の減少

100

全身

臨床症状が確認されず

8,000
7,000
6,000

皮膚紅斑

水晶体

白内障

5,000

生殖腺

永久不妊

4,000

皮膚脱毛

3,000
2,000

水晶体

水晶体混濁

（注1）がんや遺伝性影響を除く確定的影響（組織反応）について記載（注2）一般の人の線量限度1.0 mSv/年、原子力発電所周辺の線量目標0.05 mSv/年

6-3-3

染色体の転座などのミクロな変化は観察されています

出典：（公財）放射線影響協会「放射線の影響がわかる本」より作成

原子力・エネルギー図面集 2015

発がんへの影響はどのぐらいなの?
固形ガン発症の過剰相対リスク

30歳の時に被ばくした人が、70歳になったときの過剰相対リスク同年代の人よりもどの程度上乗せでガンになりやすいか。
（1.0で、被ばくしていない人の2倍の発症となる）

原爆の被害者調査から得られた統計データ
1Svの被ばくで発がん率が1.47倍になる

高い線量を被ばくすると、間違いなく発がん率は増加する
原爆のデータは、ごく短期間に被ばくした場合に相当する。長期間にわたり被ばくする場合は影響はずっと小さくなり、半分程度になると考えられている。

100mSv

被ばく線量 (Sv)

低線量放射線の影響はどのぐらいなの?

固形ガン発症の過剰相対リスク

30歳の時に被ばくした人が、70歳になったときの過剰相対リスク

被ばくしていない人より、5%発症リスクが増加（元々の発症率を10%とすると、10.5%になる）

生涯にわたってどこかでガンによって死亡するリスクは、被ばく時の年齢、性別などを平均化した場合、100mSv で 0.5% だけ増加する。

0.05
これ以下の線量での影響は、あるかも知れないが、影響が小さすぎて統計的に評価できない。
（が、高い線量での関係から、直線的だと推定）

100mSv

被ばく線量 (mSv)長期間の被ばくの方が危険じゃないの?
合計で同じ線量を被ばくするなら、時間をかけた方が影響は少ない
1950年代に行われた、700万匹にも及ぶマウスを用いた、「メガマウスプロジェクト」からのデータ。

●高線量率（ 900mGy/分 X線）○低線量率（～8mGy/分 γ線）

同じ線量を被ばくしても、影響が小さい細胞にはDNAを修復する力があるが、一気に被ばくすると修復が間に合わない。
100R = 1000mGy
放射線必須データ32、創元社、p.20. （メガマウスプロジェクトの論文より引用）

世界の自然放射線

Yangjiang
KeralaGuarapariRamsar（「世界の大地放射線」 放射線照射利用促進協議会）

高自然放射線地域でのがん罹患率
インドケララ州高自然放射線地域

地域住民の発がんリスクは高くない(Nair, R. R. K. et al., Health Phys., 96, 55-66, 2009)

内部被ばくはずっと体内で放射線を出すから危ないんじゃないの?

内部被ばくによる影響

・どんな放射線の種類か（α、β、γ）
・どのぐらいのエネルギーか・物理的な半減期・排出されやすさ（生物学的半減期）
・どんな臓器に蓄積されやすいか・蓄積される臓器の感受性

50年間にわたる影響を積算して、摂取した時点でいっぺんに被ばくした物として管理する（預託線量）

実際には、少しずつ長い期間に被ばくするのと、同じ量をいっぺんに被ばくするのとでは、損傷修復のメカニズムがあるため、ゆっくり被ばくした方が影響は小さい。

様々な放射性核種（Sr-90, Cs-137, Pu-239 など）に対して、1Bq 摂取すると何mSv内部被ばくするかという、実効線量係数が求められている。（Cs-137 では 1.3×10^-5 mSv/Bq）
精米された状態で1kg あたりCs-137 を100Bq 含む米を、一食あたり1合（精米で150g、炊きあがりでは330g）食べるものとし、一日三食、365日毎日食べたとして1年間でどの程度内部被ばくするでしょうか? → 答えは 0.21mSv

食品からの放射線

福島事故以前から含まれる放射能

K-40は半減期12.5億年、同位体比0.012% の放射性核種であり、天然のカリウム1gに30BqのK-40が入っている。畑にまく肥料の一つにカリ肥料があり、カリウムは作物に、そして人間にも必須の元素の一つである。
昆布や椎茸、キュウリなどに沢山含まれており、これらの食物を通して人間の体の中にはおよそ4000BqのK-40 が存在しており一年間で170μSv被曝する。
カリ肥料

Po-210 はU-238系列に属する放射性物質で魚介類に多く含まれ、日本人は特に多く摂取しており、60kgの人間の体の中にはおよそ 20Bq 存在する。カリウム-40 がβ線/γ線を放出するのに対して、このPo-210 はα線を放出するため、内部被曝量は年間で800μSvにもなる。

タバコ1本には 24mBq のポロニウム-210が含まれており、一日一箱の喫煙で年に100μSv 被曝する
内部被曝の実効線量を求める際は、対象となる放射能を摂取した瞬間に成人の場合今後50年間、子供は70歳までにに体内に放射能が存在することによって被曝するであろう線量を積算して、いっぺんに被曝した物として線量評価を行う、預託線量という考え方が取り入れられている。
実際に被曝する線量は、放射能の物理的半減期に加え、代謝による排泄で体内の量が減る生物学的半減期も加味して実効線量係数が算出される。

放射線の種類と透過力
α線は紙一枚で止まってしまいますが、逆に言うと紙一枚の厚さの範囲に持っているエネルギーを全部一気に放出してしまうため、体の中でα線を出されるととても影響が大きくなります。
α線を止める

β線を止めるγ線、Ｘ線を止める

中 性 子 線を止める

ア ル フ ァ（α）線

ベ ー タ（β）線
ガ ン マ（γ）線
エ ッ ク ス（Ｘ）線

中性子線

紙

ア ルミニウム等の薄い金属板

鉛や 厚い 鉄 の 板

水やコンクリートβ線は水の中(=体の中)を最大で2mm弱進むことが出来、細胞から見ると比較的広い範囲にエネルギーを落としていき、また体の外から来た場合はほとんど皮膚で止まります。
6 -1- 6γ線は透過能力は高く、遠くから飛んできて体の中までやってきますが、逆に体内で放出されてもほとんど素通りしていきます。

α線

水中での最大飛程: 50μm程
狭い範囲に一気にエネルギーを放出する
止まる直前は特に沢山エネルギーを落とす

β線

水中での最大飛程: 1cm 程度

所々にぽつぽつとエネルギーを落とす
実際にはまっすぐ進まず跳ね返されながらジグザグに進む

γ線

途中ほとんど素通り

所々で電子を弾き出す放射線加重係数の説明
実効線量(Sv) = 吸収線量(Gy) × 放射線加重係数 × 組織加重係数→ α線: 20, β、γ線: 1相互作用の違いを反映

体内の放射能 *体重60kgの日本人 年間に被ばくする実効線量

K-40: 4,000Bq

170μSv/年

β・γ線のみPo-210: 20Bq

800μSv/年

α線を放出

空気中のラドントロンもα線を放出 → 世界平均で 1.26mSv/年
日本は木造建築が多く比較的被ばく量は少ない → 0.48mSv/年*そもそもの吸収線量、組織加重係数なども異なるラドンの影響は小さい

ポロニウムの影響が大きい子供は被ばくの影響が大きいんじゃないの?
原爆被爆者の被ばく時年齢による全固形ガンによる死亡リスクの比較 *白血病は除外
リスク3倍

リスク2倍

被ばくがない場合1000mGy 被ばくした場合のガンによる過剰相対死亡リスクを、被ばく時の年齢、およびその後生存していった場合の各年齢で整理したグラフ。

被ばく時に若いほどその後の影響は大きく、また若い時点ほど相対的なリスクは大きい。
ただし、被ばくがない場合のそもそものリスクは年齢が上がるほど大きくなるため、絶対的なリスクは高齢者ほど上昇している。

子供は被ばくの影響が大きいんじゃないの?
原爆被爆者の被ばく時年齢による全固形ガンによる過剰死亡絶対リスクの比較

絶対的な死亡者数は、高齢になってからの方が多い。
ただし、被ばく年齢が低いほどその後も継続的に高い。

白血病の死亡過剰相対リスク

子供が被ばくした場合の白血病による死亡相対リスクは非常に高い。
ただし、そもそも白血病による死亡者は固形ガンの1/40以下で、20歳程度までの若年時の死亡率は非常に低い（10万人中1人程度）。

電磁波の仲間
光子のエネルギー E≒1240/λ[eV], λ:波長[nm]波長10-15m

10-14m

1.24MeV12.4keV10-12m10-10m（1Å）

10-13m10-11m

10-9m

10-8m

10-7m

10-6m
（1μm）

10-5m

10m

102m

103m
（1km）

短波
︵HF︶

中波
︵MF︶

短波放送

AMラジオ

超短波
︵VHF︶

極超短波
︵UHF︶

センチ波

ミリ波

1012Hz 1011Hz（1THz）

1010Hz

FMラジオ︑無線

1013Hzテレビ︵VHF︶

1014Hz

テレビ︵UHF︶

1015Hz

携帯電話︑電子レンジ

1016Hz

電波レーダー

1017Hzサウナ

1018Hz

テレビのリモコン︑赤外線カメラ︑
こたつ
非接触温度計1019Hz

果物の酸度・糖度測定機

1020Hz

蛍光灯︑白熱灯︑可視レーザー光

周波数1021Hz

日焼け︑殺菌灯

X線撮影︵レントゲン︶
コンピュータ断層撮影︵CT︶放射光

医療用器具の照射滅菌
ジャガイモの発芽抑制

具体的な例
1022Hz1m

マイクロ波

X線のなかには、ガンマ線より波長の短いものもあります

1023Hz

10-3m
10-2m
10-1m
（1mm） （1cm） （10cm）
サブミリ波

0.4μm 0.8μm
紫外線 可視光線

X線（原子核の外で発生）

10-4m
遠赤外線

赤外線

ガンマ線
（原子核から出る）

1.24eV

109Hz
108Hz（1GHz）

107Hz

106Hz
（1MHz）

γ線、X線は光・電磁波の仲間ですが、とても波長が短く、エネルギーが高いため、物質を透過したり、原子の周りを回っている電子を弾き飛ばして様々な影響を与えます。
6 -1- 3

出典：（独）日本原子力研究開発機構「放射線ってなんだろう？」

身の回りの放射能・放射線
宇宙からの放射線らどん

ラジウム・ラドン温泉

花崗岩

食品からの放射線ピ サ の斜塔

大地からの放射線

イタリア・ピサの大聖堂

宇宙からの放射線
太陽から放出された帯電した粒
子は地球の磁場に捉えられて、その一部は北極や南極の近くで大気にぶつかってオーロラとして観測される。

アラスカ、フェアバンクスで観察されたオーロラ

国際宇宙ステーション ISS の完成予想図

大気で地球上の生物は守られている

超新星爆発などで発生した非常にエネルギーの高い（～10^20eV ）宇宙線も飛んできており、大気とぶつかって二次的な放射線のシャワーを降らせる。
また、核反応により放射性核種の生成が起こる(C-14:10^15Bq/y,H-3: 10^18Bq/y)。

おうし座のかに星雲。
超新星爆発の残骸。

上空では、まだ十分に宇宙線が弱くなっていないので、飛行機に乗ると放射線量が増加する（ヨーロッパへの往復で100～200μSv程度）。
宇宙ステーション（ISS: 高度400km）滞在中の宇宙飛行士の被ばく線量は、1日当たり0.5～1mSv程度にもなる。

大地からの放射線

ウランは地殻中でありふれた元素

地中の岩石の中にはU-238とその娘核種などから沢山の放射線が出ている。地殻全体の平均で1tあたりウランは2.4g含まれている。花崗岩には11gも含まれていて、140kBq に相当する。
U-238の娘核種もまた放射能を出して別の核種となる、壊変系列を形成している。岩石中にはこれらの系列核種も一緒に含まれているので、実際の放射能はずっと大きな値となる。
花崗岩

トンネルの中は周囲を岩石に囲まれてるため地表よりも放射線量が高い。
（東名高速の日本坂トン
ネルで0.13μSv/h など地表の倍程度）

壊変系列の中には、気体元素のラドンが含まれており、肺の中で内部被曝を起こす。またラドンの娘核種
は気体ではないが、埃などに付着して漂っており、地下室などでは高い濃度になっている。

ピサの斜塔

ヨーロッパは岩盤で覆われており日本よりはるかに（10倍以上）自然放射能が高い地域が多い。
国内でも岩盤が多く露出している
岐阜県などでは比較的放射線量が高く、富士山の火山灰で覆われている関東は比較的低い。
パリ・シャンゼリゼ通りの石畳（0.389μSv/h）

イタリア・ピサの大聖堂

電球の能力を表わす単位[ワット(W)]

白熱灯、蛍光灯、LED で同じワット数でも明るさが違う

核種によって同じベクレル数でも人体に対する影響が違う

RI従事者の線量限度: 50mSv/y, 100mSv/5y

世界平均と日本平均の自然放射線量の差

0.92

タバコ（20本/d） (Po-210による)

0.1

平常時の値