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放射線の単位について

2011-03-23 21:43:12 | 学問
東京都の水道水から1リットルあたり約200Bq(ベクレル)の放射性ヨウ素を検出したと発表され、またも混乱をしている状況です。今度は水を買いだめしている人が増え、スーパー、コンビにから水が消えてきています。
いくら何でも、報道に過剰反応しすぎではないのか??と思います。
原子力安全委員会は飲料水に指標を定めており、それは
1リットルあたり300Bq(ベクレル)

小児の場合は
1リットルあたり100Bq(ベクレル)
とのことです。

さて、ここで登場したBq(ベクレル)って単位に戸惑った方は大勢いらっしゃると思います。
Gy(グレイ)とSv(シーベルト)はここ最近馴染みのある単位になりました。
しかしまた新しい単位の登場です。
ここで一度、放射線の単位を項目別におさらいしてみたいと思います。そもそも放射線の単位はどのようになっているのか??
実はややこしいのには理由があります。そのややこしい理由まで述べてみたいと思います。

・照射線量(C)・・・・単位 : C/kg(クーロン毎キログラム)
・吸収線量(D)・・・・単位 : Gy(グレイ)
・線量等量・・・・・・・単位 : Sv(シーベルト)
→実効線量(H)と等価線量(E)に分かれる。

・放射能・・・・・・・・単位 : Bq(ベクレル)
・放射線のエネルギー・・単位 : eV(電子ボルト) 

それぞれどこを基準に見るか??で、単位を分けていると言えます。

1、照射線量(C/kg)
空気1kg中に1Cのイオンを作るガンマ線、エックス線の量をいう。
→つまり、一定の場所における空気を電離する能力の量を示したもので、「照射線源」を基準としている。

2、吸収線量(Gy)
1kgあたり1Jのエネルギーの吸収がある時の線量をいう。
→つまり、放射線を照射された物質に吸収されたエネルギー量を示したもので、「物体」が基準になる。

3、線量当量(Sv)
吸収線量(Gy)×WR(放射線荷重係数)×修正係数で表される。

3-1、実効線量(Sv)
「人(全身)」 が基準になる。各組織の障害の感受性(荷重係数)を考慮して加算した線量をいう。

実効線量(H) = 吸収線量(D)× WR(放射線荷重係数) 

3-2、等価線量(Sv)
「人(局所)」 が基準になる。被曝を受けた臓器によって障害の程度が異なる。

等価線量(E) = 実効線量(H)× WT(組織荷重係数)

WT(組織荷重係数)・・・・・・各臓器の確率的影響のリスクを考慮して決められた値
生殖腺:0.20 骨髄、結腸、肺、胃:0.12 膀胱、乳腺、肝臓、食道、甲状腺:0.05 皮膚、骨:0.01 その他:0.05 

4、放射能(Bq)
放射性同位元素が放射線を出す能力をいう。放射線と放射能を混同することが多いので注意。
1Bqは1秒間に原子核が1個崩壊する量の放射能を表す。

5、放射線のエネルギー(eV)
電子が1Vの電圧で加速されて得る運動のエネルギーを言う。放射線のエネルギーを表す単位としてよく用いられる。 


なぜややこしいのかというと、理由は2つ
一つ目の理由として、
Sv(シーベルト)とBq(ベクレル)は比べようがないのです。
理由は放射能の大小では、放射線の種類やエネルギーの大きさ、放射線を受ける身体の部位などは考慮できないからです。
しかし、放射性物質を特定し、摂取した放射性物質の量と被ばく線量の関係を表す実効線量の係数をあらかじめ求めておくことで、おおまかに計算が可能です。これは、国際基準ではなく、学会の設けたおおまかな基準であることを前もって理解してください。

実効線量係数 = 線量(Sv) / 放射能(Bq)

吸入と経口の場合で異なり、質量数131のヨウ素の放射性同位体の場合の経口投与で計算してみます。
係数は 2.2×10-8(mSvの場合は2.2×10-5) です。
この実効係数も学会により目安にすべきある程度の基準値が出ているようです。

では、BqをSvに換算するには
線量(Sv) = 実効線量係数 × 放射能(Bq)となります。

つまり、今回の水道水を例にとると、1リットルあたり200Bqの放射能を有する水を1kg(約1リットル)飲んだ時の放射性ヨウ素の吸収線量を計算してみます。

線量(Sv) = 2.2×10-8 × 200(Bq) となり、

線量(Sv) = 4.4×10-6 → 0.0000044(Sv) 

線量(mSv)= 0.0044(mSv)

線量(μSv)= 4.4(μSv)となります。


自然放射線の一時間あたりのおおまかな基準値を0.05μSv/hとすると、
一日あたりの自然放射線の被曝量は1.2μSv程度となります。
1リットル飲料しても、おおよそ4日分の安全な自然放射線による被曝量以下の計算になります。

だから、報道は、成人が摂取しても問題ないですよ。但し、小児は感受性が高いので注意を怠らないようにしてください
という意味と私は解釈しています。
そもそも、温泉の被曝量はこの比ではありません。
とはいえ、この基準値は、おそらく厳しく改定されるでしょう。

二つめの理由として、
昔と現代では単位が異なるということです。
照射線量(C/kg)は以前は(R:レントゲン)でした。
同様に、
吸収線量(Gy)は(rad:ラド)
線量等量(Sv)は(rem:レム)
放射能 (Bq)は(Ci:キュリー)
でした。
レントゲンもグレイもシーベルトもラドもレムもキュリーも全て人の名前だったと思います。
何が言いたいのかというと、古い教科書や文献を調べると単位が現在と違うのです。
これがまたややこしい。
例えば、チェルノブイリ原発事故の資料に目を通すと、単位がrad:ラド やCi:キュリー
で出てくるため、今回の福島第一原発と比べる際にちょっとした計算を行わないといけないのです。

これは、国際単位(SI単位)として、共通化したためです。
国際単位系(SI)は、メートル条約に基づき
MKS単位系(長さにメートル(m)、質量にキログラム(kg)、時間に秒(s)を用いる)
この3つの単位の組み合わせでいろいろな量の単位を表現していくことです。


すると、Bq、Sv、Gyなどは全てSI基本単位に属し、上記のCiなどは非SI単位になります。



・追記 ~放射性ヨウ素について~

小児は腺組織が発達しており、中でも甲状腺はヨウ素を貯め込む組織です。
ヨウ素は本来安定した元素で、原子番号が53、中性子数が74、つまり質量数が127で安定しています。
しかし、質量数238のウランの核分裂によって生じた放射性ヨウ素は質量数が131です。
これは、中性子数が多いため、不安定であることを示し、一定期間(約10日前後)で崩壊します。
その際に出す放射線は、内部被曝となります。
内部被曝では、ガンマ線だけでなく、組織荷重係数の高い、アルファ線も加わるため、危険視されています。
あらかじめ、体内に安定した質量数127のヨウ素を貯めておけば同位体である質量数131の放射性ヨウ素が吸収されないので、一時期薬局でヨウ素が不足になったり、とろろこんぶを買い占める騒動が起きたのだと思います。
原発の事故問題が解決し、約2~3週間経過した後には放射線ヨウ素の脅威は激減するでしょう。
現地、被災地、色々と考えると心苦しいものがあります。一刻も早い復旧に向け、できる限り協力していきたいものです。

今後、半減期の短いヨウ素から、半減期の長いセシウムが話題になるでしょう。
放射性セシウムは137と134がほとんどで、
134の半減期は約2年
137の半減期は約30年

調べると色々わかります。




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放射線の感受性について

2011-03-22 01:44:23 | 学問
よく、記者会見などで、『人体に影響が出るレベルではない』と聞くことが多いです。
何故問題ないのか?→それは、問題のある基準値を知っておくことが大切だと思います。
放射線について正しい知識を持っていただき、メディアの情報に左右されずに各個人で適当な対策がとれるようになってもらいたいものです。
私は医療従事者という立場上、他の職業に比べ、当然被曝量は多いです。
ですが、身体に影響は出ません。影響が出ない理由、影響が出る基準も理解しているつもりです。

医療従事者の立場からまた放射線について述べたいと思います。
今回は身体の各部位によって影響が異なることについて述べたいと思います。

1、放射線の感受性について(ベルゴニー‐トリボンドーの法則 【Bergonie-Tribondeau's law】)

身体の各部位によって放射性感受性は異なります。ここだけで良いので押さえていただけたらと思います。
◎放射性感受性
・最高 : リンパ球、骨髄、腸、精巣、卵巣
・高い : 水晶体(眼の部分)、皮膚、口腔、食道、胃、尿管
・中  : 成長期の骨や軟骨、結合組織
・低い : 骨、肺、腎臓、肝臓、脾臓、甲状腺、副腎
・最低 : 神経、筋肉

これらは以下の法則に従います。

→  ベルゴニー‐トリボンドーの法則 【Bergonie-Tribondeau's law】

放射線に対する細胞の感受性は増殖の活動力に比例し、分化の程度に反比例する。ことを言います。

増殖・・・1個の細胞が2個に、2個の細胞が4個に増えることを言う。「細胞分裂」と同意
分化・・・それぞれの細胞が役割を持つこと、つまり機能することを言う。

細胞は「分裂(増殖)」を繰り返すことで数を増やし、「分化」することで、機能を身につけていきます。

→まとめると

 �細胞分裂の頻度の高い細胞ほど感受性が高い

 �将来行う細胞分裂の数が多いほど感受性が高い
 
 �形態・機能が未分化な細胞ほど感受性が高い

細胞分裂している間は被曝しやすく、構造が単純なものほど被曝しやすいということになります。



分裂の周期は

間期  →  有糸分裂期(M期)  →  間期    となりますが、
 
間期はさらにG1期、S期、G2期に分けられます。
 M期 : 放射性感受性が最も強い時期。有糸分裂の時期をいい、ほとんどの細胞で1時間くらい。
G1期 : 活発なため、放射性感受性が最も低い。G1期の間にDNA合成に必要な酵素が活性化される時期です。
 S期 : M期の次に放射性感受性が高い。核のDNAの複製がおこる時期である。
G2期 : G1期に次いで感受性が低い。分裂の準備の最終段階が始まり、タンパク質の合成が増加する時期です。

以上より、細胞分裂頻度の高い組織ほど感受性が高いことがわかります。
例外として、リンパ球は、細胞分裂しませんが、アポトーシス(細胞の自然死)しやすいので感受性が高いのです。


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放射線の被曝と防護の原則について

2011-03-17 05:50:19 | 学問
原発事故により、被曝の心配をされている人は少なくないと思います。街中ではマスクを着用する人が増えたイメージもあります。こういう時に必要なことは、
「正しい知識を持つこと」だと思います。
放射線を取り扱う医療従事者の立場から、私なりにまとめてみましたので参考にしていただけたらと思います。

まず、放射線防護には3原則と呼ばれているくらい明確な原則があります。
これだけで良いので押さえていただけたらと思います。
それは、「距離」「時間」「遮蔽(しゃへい)」です。「きょりじかんしゃへい」と呪文のように唱えて暗記した記憶があります。
1、距離:線量は線源までの距離の2乗に反比例するため、線源より遠いほど安全です。避難勧告が出ているのはそのためです。
2、時間:線量は放射線場にいた時間に比例して増加するため、時間が短いほど安全です。
3、遮蔽:線源と被写体の間に「物」があるほうが良い。効果的なのは、閉め切った建物の中です。屋内待機がその例です。




放射線はα線やβ線で知られる粒子放射線とエックス線やγ線の電磁放射線に分類できますが、
粒子放射線は電離作用が強いため、放射線荷重係数は高いですが、透過性がそれほど高くないのが多く(中性子線は除く)、我々に影響が出ることほとんどありません。
α線は紙1枚で、β線はアクリル樹脂板で遮蔽できるくらい透過性が低いものです。

それに対し、電磁放射線であるガンマ線、エックス線そして電磁放射線の中でも中性子線は透過力が高いため、ここを警戒をする必要があります。
鉛や金といった密度の高い物質で効果的に遮蔽することができます。
コバルト60のγ線の場合、コンクリートならば厚さ30cmごとに、鉛板ならば厚さ5cmごとに線量を10分の1にまで減らします。
だから、我々のレントゲン室の壁や扉には鉛が入っているのです。

放射能の強さを表す単位には

Bq(ベクレル) :1秒間に1個の原子核が崩壊する単位
Gy(グレイ)  :物質に対する吸収線量の単位
Sv(シーベルト):人体に対する線量等量の単位

があります。ここで放射線と放射能についてはっきりしておこうと思いますが、

放射線とは : 全ての電磁波および粒子線のこと。
       →物質を通過する時に原子や分子をイオン化させる能力がある「電離放射線」を「放射線」と呼んでいる。

放射能とは : 不安定な原子核が崩壊して放射線を出す能力のこと



そもそも被曝(ひばく)とは、人体が放射線にさらされることですが、
被曝したときの放射線の量の単位はシーベルト(Sv)と標記し、
1 Sv = 1000mSv (ミリシーベルト) = 1,000,000 μSv (マイクロシーベルト)
以下の計算式で成り立ちます。

 Sv(シーベルト)=WR(放射線荷重係数)×Gy(グレイ)

グレイ(gray、記号:Gy)
→放射線によって1kgの物質に1ジュールの放射エネルギーが吸収されたときの吸収線量を1グレイと定義します。

放射線荷重係数(WR)
→放射線種によって値が異なり、
エックス線・ガンマ線・ベータ線ではWR=1、
            陽子線ではWR=5、
          アルファ線ではWR=20、
   中性子線ではエネルギーによりWR=5~20の値をとります。
放射線はガンマ線を基準にしますので、係数(WR)は1で計算するため1Sv(シーベルト)=1Gy(グレイ)で見ます。
厳密には、ここに距離、時間、遮蔽の三原則と方向も加わるので、Gyが高いからといってSvも高いわけではありません。
だから、現時点では安心してよいと私は思っています。

ヒトは一年間に2.4mSv = 2,400μSvもの線量を自然に被曝しているといわれています。
日常の被曝の基準値を以下に述べると
 0.05mSv = 50μSv   → 胸のエックス線集団検診(1回)
 0.2 mSv = 200μSv  → 東京―ニューヨーク間の宇宙線の増加
 0.6 mSv = 600μSv  → 胃のエックス線集団検診(1回)
 1.0 mSv =1000μSv  → 一般公衆の線量限度(年間)(放射線業務従事者は除く)
 2.4 mSv =2400μSv  → 1人あたりの自然放射線の世界平均(年間)
(宇宙から0.39/大地から0.48/食物から0.29/空気中のラドンから1.26  → 合算して2.4)
 6.9 mSv =6900μSv  → CTスキャン(1回)
10.0 mSv =10000μSv → ブラジルのガラパリ地方の自然放射線(年間)


放射線業務従事者が被曝して良い基準値は以下の通りです。
  5mSv = 5000μSv  → 3か月間に被曝してよい放射線の限度
 50mSv = 50000μSv → 1年間に被曝してよい放射線の限度
100mSv = 100000μSv → 5年間に被曝してよい放射線の限度、1回の緊急作業で被曝してよい放射線の限度
但し、妊娠している女性はこれにあてはまりません。
これは、以下に述べる全身被曝の影響で、100mSv以下では臨床症状が認められていないこと。と更に安全マージンをとってあることから決められた基準といえます。

全身被曝によって現れる症状は以下のように記載されています。
 100mSv = 100000μSv これ以下は臨床症状が認められていない。
 250mSv = 250000μSv で白血球の減少
 500mSv = 500000μSv でリンパ球の減少が、
1000mSv = 1000000μSvで急性放射線障害。悪心(吐き気)、嘔吐など。水晶体混濁が
2000mSv = 2500000μSvで出血、脱毛など。5%の人が死亡
これ以上の全身被曝は致死率が上がり、7000~10000を超えると100%に及ぶといわれています。

このへんの基準値をふまえてニュースや新聞に目を通すとわかりやすいと思います。
この辺を基準に、放射線量をどのくらい被曝しているか計算してみるといいでしょう。
各都道府県別の放射線量は文部科学省のホームページに記載されています。
ここがアクセス集中で混んでいる場合はhttp://eq.で調べれば他のサイトでも閲覧可能です。

被曝量/年間 = 時間ごとの平均線量×24時間×365日

でおおまかですが、計算可能です。
自分の住んでいる県が、世界平均の基準値2.4mSvと比べてどのくらいの計算になるか??
また、ブラジルのガラパリ地方の10mSvと比べてどうか??
この辺を計算すれば安心できるはずです。
ぜひお試しください。ヒトは地球にいる限り、豊富な鉱物から放射線を浴び続けています。

そして、mSvとμSvで混同しやすいこと、さらに年間なのか??1回なのか??
この単位まで良く目を通すべきでしょう。

後日、放射線の感受性、確率的影響、確定的影響、遺伝的影響について詳しく述べたいと思います。






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ゴージャスなひな祭り

2011-03-03 07:27:03 | 今日は何の日
3月3日は雛祭りの日といわれています。
正式には五節供のお祝いの上巳・桃の節供
上巳とは、陰暦3月の最初の巳の日のことを指し、『上巳の祓い』という古来には川のほとりに男女が集まり、災厄を祓う行事がおこなわれていました。この上巳の祓いが、後の代には3月3日に行われるようになり平安時代、宮中のお人形遊びが自然に結びつき今の雛祭りになったといわれています。

そんな平安時代のお人形遊びも時代が進み、度が過ぎる(笑)と



鴻巣市の市役所にこちらはありました。
とにかくでかい。
雛飾りは上から
①親王(男雛、女雛)→ 天皇、皇后
②官女(三人官女) → 宮中に仕える女官、内1人のみお歯黒
③五人囃子(能のお囃子を奏でる5人の楽人)それぞれ「太鼓」「大鼓」「小鼓」「笛」「謡」である
④随身(ずいじん) → 右大臣と左大臣。同時に衛士(えじ)でもある
⑤仕丁       → 従者。通常3人1組である

と飾られますが、こちらはもはやどれがどれかわかりません(^^;
五人囃子ははるか上。
しかも、これ、4面あるうちの1面に過ぎません。
正面から撮影したものですが、左右、後ろと、ピラミッド状に雛飾りがしてありました。
あまりのスケールの大きさに驚きました。

平安時代の貴族が見たら腰を抜かすほど驚いたに違いないでしょうね(^^)
コメント (2)
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