相対標準偏差の計算

アナリティクイエナジャパン
FD-08Cs100ユーザーズミーティング
2012.10
食品中の放射性物質の
試験法について
公益財団法人日本適合性認定協会
認定センター
放射能・放射線分科会事務局
森 曜子
食品中の放射性物質の新たな基準値
厚生労働省HPより抜粋
放射性セシウムの暫定規制値
※1 放射性ストロンチウムを
含めて規制値を設定
※1
平成24年4月1日施行
放射性セシウムの新基準値
※2
食品群
基準値
(Bq/kg)
飲料水
10
牛乳
50
一般食品
100
乳児用食品
50
※2 放射性ストロンチウム、プルトニウム
等を含めて基準値を設定
◆ 厚生労働省 食安発０３１５第４号
（平成２４年３月１５日）
「食品中の放射性物質の試験法について」
（別添）「食品中の放射性セシウム検査法」
◆ 厚生労働省 事務連絡（平成２４年３月１日）
「食品中の放射性セシウムスクリーニング法の
一部改正について」
※ 対象は「一般食品」のみ
食品衛生法の検査
分析・測定にはそれぞれ目的がある。
分析・測定
検
査
検査の目的
食品衛生法の検査は分析・測定に含まれるが、
特定の目的を持っている。
従って、検査に使用する分析法の性能要件を、
他の目的（サーベイランス、摂取量推定、学術
研究）の分析・測定法に適用する必要はない。
逆も同じであり、他の目的の分析法に必要な性
能要件であっても、必ずしも検査に用いる分析・
測定法に適用する必要はない。
食品衛生法の規格基準に適合していない食品を流通させない。（量あるいは濃度を知
ることを目的とした測定と検査は異なる。）
検査は測定結果に基づいて、規格に適合しているかを判定する。
従って、検査結果は
規格に適合している （○）
規格に適合していない
の2種類しかない。
（×）
食品中の放射性セシウムの検査の流れ
判定を伴う
食
一般食品
品
スクリーニング
レベル超過
スクリーニング
検査
確定検査
スクリーニング
レベル以下
基準値
以下
（9割以上）
判定
合
格
基準値を超過せず 規制なし
基準値
超過
不合格
製造、加工、使用、調理、
保存、販売の禁止
検査対象物質
・放射性セシウム：Cs-134とCs-137の総和
他にも放射性物質（核種）は飛散しているのに
なぜ、2核種のみか？
・放出量が多く、主汚染核種である
・測定が容易である
放射性セシウムによって、半減期1年以上の
核種全てを評価している
試料の前処理
 試料は可食部を用いる。
 「食品、添加物等の規格基準」（昭和34年厚生省告示第370
号）第１食品Ａ食品一般の成分規格５（2）検体に規定される
食品は、当該項目の第1欄の各食品について、各々第2欄の
試料の調製に従う。
 製造し、又は加工した食品は、原則としてそのままの状態を測
定試料とする。
 試料の洗浄は別添の食品の放射性物質に関する検査におけ
る試料洗浄 (土壌除去)標準作業書に準じるものとする。
 液体の試料はそのまま、個体の試料は、予めハサミ、カッター、
包丁等で細切りした後、全体を均一に混和し、設定された容量
を機器校正に用いたものと同じ測定容器に予め重量を測定し
てから充填する。
測定の流れ
試料の細断
畜肉
試料調製
葉物




測定容器への充填
マリネリ容（1L）
U8容器（90 mL）
落としぶた
使い捨て手袋
使い捨てのまな板
一体成形の包丁
混合して均一化
試料間の
相互汚防止
茶の試験
飲用に供する状態：荒茶又は製茶10g以上を30倍量の重量の熱
水（90℃）で60秒間浸出し、40メッシュ相当のふるい等でろ過した
浸出液を測定試料とする。
食品安全部基準審査課長通知
食品中の放射性物質の試験法の取扱いについて
飲用に供する茶の試験については、以下の①、②の場合、飲用
に供する状態で10Bq/kgを下回ることが確認できるものであるた
め、試験法通知に基づく飲用に供する状態での検査を不要とする。
検査結果が①、②に示した数値を超えた場合は、飲用に供する
状態での検査を必ず行い、検査結果を確定することとする。
①Ge検出器で 200Bq/kg以下
②NaI検出器で 150Bq/kg以下
検査終了！
乾燥品の試験
告示で示される、乾燥きのこ類及び乾燥野菜類並びに乾燥さ
せた海藻類及び乾燥させた魚介類等を測定する際には、でき
るだけ飲食に供される状態と同様の状態で行う観点から、粉砕
後のサンプルに、日本食品標準成分表等の水戻しによる水分
含量の公表データ（重量変化率）を参考として、必要な水分を
あらかじめ添加し行うことを原則とするが、乾燥状態で検査を
行い、日本食品標準成分表等の水戻しによる水分含量のデー
タ（重量変化率）を用いて換算を行った結果を分析値としても差
し支えない。
◆ 厚生労働省 食安発０３１５第４号
（平成２４年３月１５日）
「食品中の放射性物質の試験法について」
（別添）「食品中の放射性セシウム検査法」
測定条件の設定
➢標準線源等を測定し、測定結果X及び測定結果に伴う計数誤
差による標準偏差σXの推定値を得る。基準値濃度における
X/σXが10以上となるように、試料容器及び測定時間を設定す
る。
装置の効率から基準値相当の試料から得られる計数率を求める。
測定時間を設定して、得られる計数Nを求め、これをXとする。
σX =√X を計算する。
X/σXを計算し、10以上であることを確認する。
Cs-137のみが存在するとして上記の設定をすれば、Cs134が存在してもしなくても、 X/σXは10以上となる。
検出限界、基準値における精度で最終的な条件は決まるので、
ここでの設定は、あくまで目安である。
測定条件の設定例
1.検出器効率から基準値レベルでの計数率を予測する。
効率 0.005 cps/Bqの測定系
基準値 100 Bq/kg
測定容器に入る量 100 g
100 Bq/kg × 0.1 kg × 0.005 cps/Bq = 0.05 cps
2.測定時間を設定し、計数を予測する。
測定時間 1000 秒
0.05 cps(count/s) ×1000 s＝50 count ∴ X=50
3. σX =N1/2を計算する。 σX ＝ √50 ≒ 7.07
4. X/σXを計算し、10以上であることを確認する。
50/7.07＝7.07＜10
5.測定時間を変更 測定時間 3000秒
X=150
σX ＝ 12.25
X/σX ＝ 150/12.25＝12.24＞10
検出限界の確認
➢測定容器のみのブランクを設定した条件で測定し、検
出限界値が規制値の1/5の濃度以下であることを確認する。
検出限界値は、検査結果が検出限界以下（ND）
となった場合の信頼性を保証する指標である。
設定した測定条件で検出限界値が上記の基準を満
たさない場合には、測定条件を見直し再設定す
る。
試料の測定
➢予め重量を測定した測定容器に試料を充填した後に重量を
測定し、重量の差を試料重量として記録する。
➢測定容器を検出装置に載せ、設定した測定時間で測定し、
スペクトルを得る。スペクトルを解析し、試料中の放射性セシウ
ム濃度Xと測定結果に伴う計数誤差による標準偏差σXを得る。
市販されている装置では、「文部科学省編放射能測定シリー
ズNo.7 ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロ
メトリー」に記載の方法に従って、各種の補正を行い計数率か
ら放射性セシウム濃度と標準偏差が計算される。
分析結果の変動
時間当たりのγ線の放出数は、放出する原子の数で決まる。しかし、時間当た
りに見れば、一定の数ではなく、Poisson分布に従って分布している。期待値
がNのPoisson分布の分散もNであるので、観測結果とその標準偏差は
N N
で示される。
つまり分散は期待値で決まってしまうので、1回の測定でNが得られれば、繰り
返し測定しなくても、その標準偏差も推定される。
100カウントが得られた場合、伴う標準偏差は10カウント、RSD
は10％であることは、自動的に決まる。
化学分析では、その系により信号と標準偏差の関係は変わり、一定ではない。
従って、測定結果の変動は繰り返し測定によって推定する必要がある。
信号（例えばピーク面積）100が得られたとしても、伴う標準偏差
は繰り返し測定しなければ分からない。
検査結果の取扱い
➢測定結果がNDであった場合には、Cs-134とCs-137の検出
限界値の和が基準値の1/5の濃度以下であることを確認す
る。
➢ Cs-134の測定結果をX134、Cs-137の測定結果をX137とす
るとき、放射性セシウム濃度X＝X134＋X137が基準値の
75％から125％の範囲となった場合には、X134に伴う計数
誤差による標準偏差をσ134、X137に伴う計数誤差による標
準偏差をσ137としたときに
X

2
134

2
137
 10
であることを確認する。
基準値付近で相対標準偏差（RSD)≦10％を規定。
検査結果の取扱い
➢上記の条件が満足されない場合は、測定時間を延長して測
定し上記が満足されるようにする。
➢検査結果は、有効数字２桁で記載する。
104 Bq/kg→100 Bq/kg
117 Bq/kg→120 Bq/kg
設定した精度では、3桁目は信頼できない。
➢NDとなった場合には検出限界を明記し<20 Bq/kgのように
記載する。
◆ 厚生労働省 事務連絡（平成２４年３月１日）
「食品中の放射性セシウムスクリーニング
法の一部改正について」
※ 対象は「一般食品」のみ
検査の性能
規格に適合している対象（食品）を合格とする確率が高く
規格に適合していない対象を不合格とする確率が高い検査は
性能が優れている。
OC曲線
検査性能を図示する曲線
理想の検査
120
合格率（％）
100
80
現実の検査
60
40
20
0
0
50
100
濃度
150
200
精度が劣る検査方法
120
合格率（％）
100
濃度が110でも25％が合格
濃度が80でも10％は不合格
検査法としては性能が低い
80
60
40
20
0
0
50
100
150
200
濃度
スクリーニング検査の目的
基準値より確実に低濃度の試料を判別すること。
上の図の方法は精度が良くないが、
濃度が50の時には、必ず＜100の結果を与える。
⇒50以下のものを100％合格とする性能がある。
スクリーニング検査法
スクリーニング法／性能要件
バックグラウンド値
下記の測定下限値（25 Bq/kg）を担保できる値であること。
バックグラウンド値は試料と同じ容器に同量の水をいれたものと
する。ただし、遮蔽が十分な場合はブランク状態の測定値をバッ
クグラウンドとしてもよい。
測定下限値
25 Bq/kg（基準値の1/4）以下であること。
真度（校正）
適切な標準線源を用いて校正されていること。
スクリーニングレベル
規制値（100 Bq/kg）の1/2以上
スクリーニング法／性能要件
1.測定下限値の確認
ns 25 nb
N s 25 N b
ns 25  nb  3

3
 2
2
tb
ts
tb
ts
Ns25：25 Bq/kgの計数値
Nb：バックグラウンドの計数値
ns25： 25 Bq/kgの計数率 cps
nb：バックグラウンドの計数率 cps
ts, tb：試料およびバックグラウンドの計数時間 s
それぞれの値を代入し、不等式が成立すれば、測定下限値が
25 Bq/kg以下であることが確認される。
スクリーニング法／性能要件
2.スクリーニングレベルの確認（繰り返し測定による方法）
スクリーニングレベルにおける測定をくり返し、測定値の平均と
標準偏差から以下の式により99％上限を求める。測定は実際
の試料測定と同じ条件で、測定の変動に影響する要因をできる
かぎり含めて行う。くり返し数は5以上とする。測定値の分布の
99%上限が基準値で得られる測定値未満であることを確認する。
測定値の分布の99％上限
 m  tk 1,0.01  s
m
測定値の平均値
s
測定値の標準偏差
k
測定数
t k-1,0.01 自由度k-1、片側危険率1％のt 値 （t 分布表より）
計数率から放射能濃度への換算
正味計数率（測定試料とバックグラウンドの計数率の差）、機器
換算係数、試料重量から計算する。
( n s  nb )  K
C
W
nb：バックグラウンドの計数率 cps
ns：試料の計数率 cps
K：機器換算係数 Bq /cps （Ge半導体検出器のピーク効率に対応）
W：試料の重量 kg
C：放射性セシウムの濃度 Bq/kg
スクリーニング法の流れ-1
3.1 エネルギー範囲の設定
Cs-137のγ線は662 keV1本であり、Cs-134の605、
796 keVの間に位置するため、Cs-134を用いてエネル
ギー範囲を設定する。エネルギー範囲を広くとれば放
射性Csに由来するカウントは多くなる一方、バックグラ
ウンド由来のカウントも増加する。正味計数に伴う誤差
の標準偏差の正味計数に対する比は、540～830 keV
付近のエネルギー範囲としたときに極小となるので、こ
の付近のエネルギー範囲を設定することが望ましい。
エネルギー範囲
Cs-137
50
40
count
Ge半導体検出器で
得られるスペクトル
Cs-134
Cs-134
30
20
10
0
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
keV
Cs-137
30
Cs-134
20
count
NaI(Tl)結晶検出器で
得られるスペクトル
Cs-134
10
0
200
300
400
500
600
keV
700
800
900
1000
スクリーニング法の流れ-2
3.2 機器換算係数の決定
Cs-137標準線源を用いて、設定したエネルギー範囲で
の機器換算係数を決定する。機器換算係数は、測定
容器、ジオメトリに依存するので、これらを変更した場
合には、再度決定する必要がある。
スクリーニング法で想定している測定手順
測定
１．エネルギー校正を実施する。
２．計数効率が変化していないことを確認する。
３．設定した測定時間で540～830 keVのバックグラウンド計数
率を測定する。
４．測定下限が満たされていることを確認する。
５．試料を測定容器に充填し、 充填した量を測定する。
６．試料の540～830 keVの計数率を測定する。
７．試料の計数率からバックグラウンド計数率を引き、測定容器中
の試料に含まれる放射性セシウム量(Bq)を求める。
８．７で得られた結果を試料量で割り、試料中の放射性セシウム濃
度(Bq/kg)を求める。
性能評価の留意事項
 バックグラウンドが高いと測定下限値に悪影響を与えるため、
分析機器は環境からの影響が小さい場所に設置する。また、
機器に十分な遮蔽を施す。
 Cs134+137混合線源を使用して性能評価を実施した場
合は、測定時期におけるCs134と137の比率に注意し、放
射性セシウム量を過小評価しないようにする。
 スクリーニング法が適用可能な充填率の範囲を把握しておく。
 測定環境（ジオメトリ、測定容器等）を変更した場合は、性能
評価を新たに実施する。
ご清聴ありがとうございました。
公益財団法人 日本適合性認定協会
食品試験・放射能試験プログラムマネジャー
森
曜子