放射線Ⅱ（pdf） - 鹿児島大学 自然科学教育研究支援センター

可
平成24年度
医療と放射線
放射線と人体影響
環境放射線
-避けることのできない被ばく福島第一原発事故～その後～
原子力・放射線と環境
－放射線Ⅱ－
1
不
福徳 康雄
鹿児島大学自然科学教育研究支援センター
滅菌と輸血後移植片対宿主病（GVHD）
の発生予防
載
医療と放射線
ディスポーザブル
医療用具
照射線量：15～50Gy
2
3
IVR（カテーテルを用いた血管内治療）
エックス線検査
転
照射赤血球濃厚液
Interventional
Radiology
治療前
4
治療後
くも膜下出血の治療
5
1
シンチグラフィ（scintigraphy）
生体内のトレーサー（ガンマ線核種）分
布とその時間的変化を画像表示する
２次元画像シンチグラム
断層画像（３次元画像）
可
脳血流SPECT
認知症患者の脳血流（脳を水平に切った画像）
123I-IMP：
エミッションＣＴ（SPECT，PET）
脳に集積する
37～222MBqを静脈内注射
N-イソプロピル-４-ヨードアンフェタミン
123I：半減期13.2時間，159
不
6
がんの診断：PET-CT
CT画像
PET画像
放射性医薬品
keVγ線，β線を放出しない
7
甲状腺がんの治療
Positron Emission
Tomography
111-259MBq (2-5MBq
/kg) のFDGを静脈内投与
被ばく線量：約5mSv
載
甲状腺ホルモンの合成
PET-CT画像
半減期：約110min
半減期：8.04日
8
がんの放射線照射治療
外部照射治療（外照射）
ベータ（β）線
甲状腺に蓄積
90%が8時間以内
に尿から排泄
がん組織
9
各種放射線の深部線量分布
ヨウ素-125
前立腺がんの治療
ヨウ素-125の長さ約5ミリのカプセルを
50から100個前立腺内部に埋め込む
半減期59.4日，35keVγ線
永久に前立腺内に残るが，放射線量は1年
後にはほとんどゼロ
Ｘ線
線量(%)
転
強度変調放射線治療（がんの位置
や形に合わせた照射）
3.7～7.4GBq
小線源治療（内照射）
ブラキテラピー（brachytherapy）
リニアック
(電子線加速器）
内服
131ヨウ化ナトリウム
γ線（60Co）
ブラッグピーク
中性子線
陽子線
（水素の原子核）
炭素イオン線
（イオンビーム，12C6+）
がん病巣
皮膚面からの深さ
11
2
加速器と粒子線がん治療
可
検査，診断，治療で受ける放射線の量
項
目
胸部X線検査(間接撮影) (1回)
胃X線検査(透視撮影) (1回)
頭部X線CT検査 (1回)
メディポリス指宿（陽子線）
不
12
胸部X線CT検査 (1回)
上腹部X線CT検査 (1回)
下腹部X線CT検査 (1回)
PET検査(18F-FDG) (1回)
核医学検査 (1回)
目安線量(mSv)
0.3
2.7～4
0.5
6.9
女性:3.8 男性:3.7
女性:7.1 男性:3.6
2.2
0.3～25
13
放射線の標的
放射線と人体影響
DNAのコピーミスは
1日に数億回起こる。
 放射線生物学の基礎
コピーミスによって生
き残った細胞で増殖を
繰り返すのががん細胞
載
 確定的影響と確率的影響
細胞
60兆個/人体（成人）
DNA
がん細胞は1日に約
5,000個誕生する
ヒトの体にはさまざまな防衛機能が備わっている
14
放射線と水の相互作用
不対電子
転
X線
水分子
・OH ラジカル
放射線の種類とエネルギーによって
細胞への影響は大きく異なる
e-
or
+
15
電離作用が
小さい
・H ラジカル
電離作用が
大きい
・H2O+ ラジカル
水の放射線分解
電離
励起
H2
O *→
・H ＋ ・OH
H2O → ・H2O+ ＋ eX線，γ線，β線
・H2O＋ ＋ H2O→ H3O＋ ＋ ・OH
e-
＋
nH2
O→e-
aq
（水和電子）
16
α線，中性子線，核分裂片
放射線荷重係数：放射線の種類・エネルギーによる放射線の生物学的効果
の違いを補正するための係数
17
3
塩基損傷
放射線によるDNAの損傷
H2O
・ OH
放射線
低LET放射線：X線，γ線，
β線
修復
１本鎖切断
光子
二次電子が水分子と反応
し ・OH ラジカルが発生，こ
れがDNAに障害を与える
ep+
可
間接作用
修復酵素
２本鎖DNA
突然変異
染色体異常
細胞死（アポトーシス）
２本鎖切断
直接作用
光子
ep+
1nm
高LET放射線：陽子線，中
性子線，イオンビーム
光子の吸収により生じた
二次電子がDNAと反応し
て効果を表す
2nm
損傷
自然発生（/細胞/日）
塩基損傷
20,000
放射線誘発（/細胞/Gy）
300
1本鎖切断
50,000
1,000
2本鎖切断
10
300
不
18
不完全修復
修復不能
※リスク因子：活性酸素，紫
外線，化学物質など
19
(Bergonie･Tribondeauの法則)(1906)
組織の放射線感受性
ラット睾丸の放射線効果より導いた一般則
① 細胞分裂の期間が長いほど感受性が高い
② 細胞分裂の頻度が高いほど感受性が高い
③ 形態的，機能的に未分化であるほど感受性が高い
感受性の程度
最も高い
組織の放射線感受性 一般則
載
組織の放射線感受性の差はベルゴニ－・トリボンド－と細胞
動態の違いに従う。
（細胞動態）
① 定常系組織（非再生系） 神経，筋肉
② 休止系組織（潜在的再生系） 肝臓，腎臓の実質細胞
③ 細胞再生系組織（幹細胞系） 幹細胞の存在－皮膚，
腸上皮，骨髄
④ 増殖細胞系（腫瘍系） 受精卵，腫瘍細胞
高い
中程度
低い
最も低い
組
織
リンパ組織（胸腺，脾臓），骨髄，生殖腺
（精巣，卵巣），がん細胞
小腸，皮膚，毛細血管，水晶体
肝臓，唾液腺
甲状腺，筋肉，結合組織
脳，骨，神経細胞
未分化の分裂細胞は放射線に弱い
がん細胞は放射線に弱い
20
転
アポトーシスとネクローシス
細胞がなんらかの損傷を受けたり，酸素
の供給が不足したりすると，細胞は死ん
でしまう。そのような細胞は，まず徐々に
膨らみ，ミトコンドリアが膨らんでやがて
崩壊し，細胞膜が破れて中身が流れ出し
てしまう。このような細胞あるいは組織
の死を壊死（necrosis）という。これに対
して，細胞がみずから死んで行く過程を，
アポトーシス（apoptosis）という。いわば
細胞の自殺である。アポトーシスの過程
では，細胞は縮み，核が凝縮，やがて核が
断片化し，続いて細胞も断片化して大小
の小胞になる。この過程は急速に進み，ア
ポトーシス小体はマクロファージや近隣
の細胞に取り込まれて除去されてしまう。
22
21
放射線の細胞への影響と障害
正常細胞
放射線
DNA損傷
修復失敗
修 復
修復成功
正常細胞
がん抑制遺伝子
p53
アポト－シス系の活性化
細胞死／
アポトーシス
生殖細胞
不妊
免疫細胞
体細胞
突然変異
染色体異常
生殖細胞
組織・臓器障害 遺伝的影響
確定的影響
体細胞
発がん
確率的影響
23
4
受けた放射線の種類の影響を補正（放射線荷重係数）
例えば）甲状腺等価線量
実効線量（mSv）
確率的影響
低線量域
LNT仮説（しきい値なし直線仮説）
容認できるレベル？
100mSv
被ばく線量
福島に住む人々への影響は？
24
25
不
組織・臓器ごとの放射線感受性を考慮（組織荷重係数）
被ばく線量
影響なし
0
放射線リスクに関連した線量概念
全身の放射線影響の指標となる量
しきい線量
可
組織・臓器ごとの局所に被ばくした線量の評価
確定的影響
0
影響の現れる確率
同じ吸収線量でも組織・臓器の違い及び放射線の種類，
エネルギーによって人体への影響の度合いは異なる。
これらを考慮し，放射線被ばくの人体への影響度を表
す単位である。
等価線量（mSv）
影響の現れる確率
ｼｰﾍﾞﾙﾄ（Sv）
急性放射線障害としきい線量
確定的影響
しきい値
載
100
頻度
(%)
50
0
線量
26
組 織
影 響
しきい値（mSv） 発症時期
骨髄
造血機能低下
500
睾丸
永久不妊
3,500 – 6,000
卵巣
永久不妊
2,500 – 6,000
混濁
500 – 1,500
水晶体
白内障
5,000
初期紅斑
2,000
2-3時間
皮膚
永久脱毛
14,000
4-6週
壊死
18,000
10週
(草間，甲斐，伴：放射線健康科学）
福島第一原発作業員3名の足の皮膚の被ばく線量（等価線量）は
2,000～3,000mSv
27
胎児への放射線影響としきい線量
着床前期：受精8日まで
流産（受精卵の死亡）
100mSv
転
器官形成期：受精9日～8週
奇形の頻度が増加する
100mSv
胎児期：
低線量放射線の影響
（確率的影響）
精神発達遅滞（受精8週～15週） 300mSv
発育遅滞（受精8週～40週） 500～1,000mSv
10
国際放射線防護委員会（ICRP）勧告：「妊娠と医療放射線」要旨
低線量：200mSv以下
5
0
胎児が浴びた放射線の総量が100mGy以下では，放射線リスクから
判断して妊娠中絶は正当化されない
（ICRP2007年勧告）
発生
確率
(%)
28
線量
29
5
放射線による遺伝的影響
累積罹患リスク（自然発生がんに罹患する確率 ）
放射線被ばくに伴う遺伝的影響に関する疫学調査
調査項目
流早産，死産，奇形，乳児死亡，性比，
染色体異常，遺伝子突然変異率，発
ガン率，死亡率
広島・長崎
被爆2世
インドのケララ地方 ダウン症，性比，奇形，死産，重度精
の子供
神異常
生涯がん罹患
リスク(%)
男性
女性
全がん
食道
胃
結腸
大腸
放射線科医の子供 性比
肝臓
(草間，甲斐，伴：放射線健康科学）
被ばく集団と非集団の比較で，遺伝性疾病の発生率が統計的に
優位に増加することは認められていない
生涯がん罹患
リスク(%)
男性
女性
部 位
可
調査対象
部 位
肺
54
2
11
5
8
4
9
41
0.4
6
5
7
2
4
肝臓
4
乳房（女性）
子宮
前立腺
6
1
9.7
悪性リンパ腫
白血病
2
6
3
1
0.7
（国立がん研究センター）
生涯でがんに罹患する確率は，男性54％（2人に1人），女性41％（2人に1人）
不
30
31
がん死亡の要因別相対リスク
電離放射線・紫外線2%
医薬品・医療行為1%
環境汚染2%
塩蔵品・食品添加物・汚染物1%
社会経済的情況3%
原爆で100～200mSv
の放射線被ばくの
相対リスク1.08倍
飲酒3%
生殖要因3%
喫煙30%
周産期要因・成長5%
ウイルス・他の生物要因5%
受動喫煙の女性：
1.02～1.03倍
載
がんの家族歴5%
非喫煙者と比較
した喫煙者の
相対リスクは1.6倍
職業要因5%
座業の生活様式5%
塩分の取りすぎ：
1.11～1.15倍
成人期の食事・肥満30%
（国立がん研究センター）
32
直線とするとリスクを過小
評価するモデル
直線モデル
（LNT仮説）
修復効果
閾値のあるモデル
100mSv
ホルミシス効果
低線量放射線によるがんリスクの線量―反応関係(模式図）
33
がんを防ぐための新１２か条
たばこは吸わない
2条
3条
4条
5条
6条
7条
8条
9条
他人のたばこの煙をできるだけ避ける
お酒はほどほどに
バランスのとれた食生活を
塩辛い食品は控えめに
野菜や果物は豊富に
適度に運動
適切な体重維持
ウイルスや細菌の感染予防と治療
転
１条
環境放射線
‐避けることのできない被ばく‐
10条 定期的ながん検診を
11条 身体の異常に気がついたら，すぐに受診を
12条 正しいがん情報でがんを知ることから
がん研究振興財団（2011年）
34
35
6
Rn(ラドン)
環境放射線： 平均年間被ばく量（ﾐﾘｼｰﾍﾞﾙﾄ，推定値）
起源 分
自
然
人
工
UNSCEAR
類 世界平均
文部
科学省
ﾌﾟﾘﾝｽﾄﾝ
大学
日本
アメリカ
備
大地に含まれるウラン由来の放射性の不活性希ガス
考
新築の家のラドン基準：
（70ﾍﾞｸﾚﾙ/m3，スウェーデン）
大気
1.26
0.40
2.29
主にラドン
内部
0.29
0.4
0.16
経口摂取
大地
0.48
0.40
0.19
大地組成や建築材料に依存
宇宙
0.39
0.3
0.31
標高及び緯度に依存
小計
2.40
1.50
2.95
医療
0.60
2.30
3.00
放射性
降下物
0.007
0.01
-
その他
0.0052
0.001
0.25
小計
0.6
2.311
3.25
医療先進国で高い値（CTス
キャン）
アメリカの値はその他に含む。
職業被曝等
15.5ﾍﾞｸﾚﾙ/m3
（欧米の1/3）
呼吸する際に,ラドンとその
壊変した「娘核種」を吸い
込むことになる。気管，気管
支,肺胞に沈着し,組織が放
射線を被ばくする。
食物摂取
自然存在度
(%)
93.3
0.01
6.7
炭素14
2,500Bq
ﾙﾋﾞｼﾞｳﾑ87
500Bq
鉛210・ﾎﾟﾛﾆｳﾑ210 20Bq
（「生活環境放射線」，「放射能と人体」）
0.01μGy/h=
87.6μGy/y=
0.088mSv/y
37
地上1mの高さでの線量
率D(nGy/h)の計算式：
D = 13.0 CK +5.4 CU
+2.7 CTh
CK(%)， CU(ppm)， CTh(ppm)
はそれぞれK，U，Thの濃度
（日本地質学会）
39
38
鹿児島大学キャンパス自然放射線
測定ポイントと測定値
転
Rn
大地からの放射線量
載
人の体は体重の約0.2%のｶﾘｳﾑを含む
１日約50ﾍﾞｸﾚﾙの割合で体内に取り込む
0.2～0.3ﾐﾘｼｰﾍﾞﾙﾄ/年
ｶﾘｳﾑ40の半減期は1.277×109y
Po
U
36
不
（環境放射線，Wikipedia)
ｶﾘｳﾑの
同位体
ｶﾘｳﾑ39
ｶﾘｳﾑ40
ｶﾘｳﾑ４１
可
放 射 線
世界各国の大地からの年間平均
自然放射線量（ﾐﾘｼｰﾍﾞﾙﾄ）
国連科学委員会報告書（UNSCEAR 2000）から作成
0.090
0.059
0.023
単位：ﾏｲｸﾛｼｰﾍﾞﾙﾄ・毎時（μSv/h）
0.041
0.032
0.024
（電中研ニュース，451）
インド南部ケララ州カルナガパリ地域は放射性物質を含む鉱石が分布する。自然放射線量は世界
平均の５～１０倍で,住民は年間１０～２０ミリシーベルトの放射線を常時浴びていると推定される。
0.021
40
放射線の疫学調査では,がんの発生率が高いという結果は出ていない。
41
7
JAXAの定める国際宇宙ステーション
搭乗宇宙飛行士の生涯実効線量制限値
宇宙線
高度8km
μSv/h
※大気による吸収効果
着陸態勢から降下中
鹿児島
羽田
μSv/h
海上
羽田ﾀｰﾐﾅﾙﾋﾞﾙ内
測定器：Radi
可
※電磁波，陽子，電子
※ミュー粒子（二次宇宙線）
初めて宇宙飛
行をした年齢
27才～29才
30才～34才
35才～39才
40才～
上昇中
羽田ﾀｰﾐﾅﾙﾋﾞﾙ内
男性の制限値 女性の制限値
600mSv
900mSv
1,000mSv
600mSv
800mSv
900mSv
1,200mSv
1,100mSv
（JAXA）
国際宇宙ステーション滞在中の被ばく線量は1日当たり1mSv
平成23年4月1日計測
43
不
42
放射性プルーム（放射性雲）
気体状の放射性物質が大気とともに雲の
ように流れる状態
福島第一原発事故
～その後～
載
外部被ばく，内部
被ばくの原因
風向き，地形，降雨により降下，放射性物質が地表面に沈着する。
(環境防災Nネット）
44
放出された放射性物質の影響
放射性ｾｼｳﾑによる土壌汚染の状況
広範な土壌汚染
除染
食品から高い放射能の検出
大気中に放出された放射
性物質の拡散は西日本や
北海道にも及んでいる。
食品衛生法上の暫定規制値を定め，これを上回る場合は食
用に供しないよう規制
新基準（放射性ｾｼｳﾑに注目）
転
45
土壌1キログラムあたり放
射性セシウムが5,000ベク
レルを超える場所でのイネ
の作付けを禁止
関連地域住民の健康影響
精神的・心理的影響
震災で発生した大量のがれき処理
大量に発生。除染作業に伴い発生する残土も対象。
さまざまな風評被害
46
（安成哲平，大学連合宇宙科学協会） （ASAHI,com，11月15日）
47
8
食品に含まれる放射性セシウムの規制値（Bq/kg）
新基準（平成24年 Codex
4月1日適用）
委員会
暫定規制値
EU
可
飲料水の基準の２千分の１以下だが，
事故前の１０倍以上
米国
韓国
野菜類
asahi.com(2011年11月21日)
セシウム汚染水の拡散シミュレーション（海洋研究開発機構）
東電は４～５月に海に流出した汚染
水中の放射性ヨウ素とセシウムの
総量を推定約4720兆ﾍﾞｸﾚﾙ(4.7ﾍﾟﾀ
ﾍﾞｸﾚﾙ(PBq)）と発表した。ストロンチ
ウムの量はその約１割に相当する。
穀類
一般食品(乳
500
製品を含む）
肉・卵・魚・
その他
飲料水
飲料水
200 牛乳
牛乳，
乳製品
乳児用食品
預託実効線量：
年間5mSv
100
1,000
500 1,200
370
＊10
1,000
200 1,200
370
50
1,000
200 1,200
370
預託実効線量：
年間1mSv
新基準：生涯の追加の累積線量，実効線量で100mSv
asahi.com(2011年12月18日)
48
＊世界保健機関（ＷＨＯ）の水道水の基準
不
ストロンチウム，４６２兆ベクレル（TBq）が海に流出
60年代の米国，旧ソ連，中
国による大気圏内核実験
の影響と見られる日本の
食卓で含まれていたセシ
ウムの中央値は2.03ベク
レル（63年）
載
今回の福島の水準は
２倍程度
朝日新聞社，京都大学・環境衛生研究室共同調査 （asahi,com，2012年1月19日）
200万人の全県民を対象に健康調査
を実施，長期間にわたって放射線の
被ばくの影響を調べる。
県民健康管理調査
除染特別地域：
「警戒区域」と「計画的避難区域」
国の直轄で放射性物質の除染
問診表の配布
県民一人ひとりの積算線量の推定
 詳細な調査（内部被ばく線量など）
数十年にわたる調査
51
放射性ｾｼｳﾑ（1Kg当たり）を含む汚泥の取り扱い基準
10万Bq超
転
避難指示解除準備区域：
20ミリシーベルト以下
学校は再開基準である毎時１μSv
以下を目指す
8,000Bq以下
跡地を宅地使用しないのを条件に管理型処分場で埋め
立て可能
汚泥肥料として再利用可能
100Bq以下
製品段階で満たしていればセメントなどへの再利用可能
災害廃棄物の受け入れ基準
再生利用
不燃物
焼却前：240～480（Bq/kg）以下 焼却後：8,000Bq/kg以下
100Bq/kg以下
8,000Bq/kg以下
環境省告示第76号（平成24年4月17日）
帰還困難区域：
50mSv超
当面はモデル事業を実施
中間貯蔵施設？
管理型処分場に仮置き
200Bq以下
可燃物
居住制限区域：
20～50mSv
２０mSv以下を目指す
放射線をしゃへいできる施設内で保管
10万～8,000Bq超
地上から高さ１メートルの年間放射線量
（asahi,com，2012年1月26日）
2011年５月２７日（福島県）
50
「警戒区域」と「計画的避難区域」内の放射線量の分布と除染の工程
49
可燃物の焼却処理：高度の機能を有する排ガス処理装置（バグフィルタ等）が設置
されている施設で焼却。焼却灰等は最終処分場に埋立。
不燃物の埋立：最終処分場に埋立。
がれき処理は放射性物質１００ベクレル以下 国より厳しい基準，三重（ 2012.4.20 ）
52
9
放射線に関する正しい知識を持ちましょう
可
風評に惑わされず，信頼のおけ
るリスク情報に接するためには
飛 鳥
55
転
載
不
54
10