「全身被ばく」と「局所被ばく」

2011年3月24日に、福島第一原発作業員3名が足に大量の放射線を浴びたと報じられました。足の皮膚が受けた被ばく量は2〜3 Sv（シーベルト）であり、昨日（3月28日）無事退院されました。

原発事故に関連したニュースでよく耳にするようになった、被ばく量を表す単位Sv（シーベルト）ですが、それが「全身被ばく」で用いられたのか、はたまた「局所被ばく」で用いられたのかでは、誤解が生じてきてしまいます。

上のニュースでは、「皮膚」の被ばく量として2〜3 Sv（シーベルト）と述べています。しかし、より正確には“（局所的な）皮膚の吸収線量が2〜3 Gy（グレイ）”もしくは“皮膚の等価線量が2〜3 Sv（シーベルト）”であると記述すべきでしょう。

「全身被ばく」と「局所被ばく」の混同、専門用語で言うと「吸収線量」「等価線量」「実効線量」の混同が、こうした記述を生む原因にあるのではないかと考えられます。

被ばく量について正しく理解するためには、この「吸収線量」「等価線量」「実効線量」の3つを区別することがとても大切です。本日はその整理をしたいと考えています。

【吸収線量】
まず、「吸収線量」についてご説明します。「吸収線量」はGy（グレイ）という単位で表され、1 Gy（グレイ）とは「1キログラムあたりに放射線から受けたエネルギー（1 J〔ジュール〕= 0.24 cal〔カロリー〕）」のことです。

人間は全身に4 Gy（グレイ）の放射線を浴びると60日間で約半数が亡くなり、7 Gy（グレイ）で全員亡くなると考えられています。

体重が60kgの方が全身に4 Gy（グレイ）の放射線を浴びるということは、240ジュール = 57.6カロリーというエネルギーを受けたことになります。

1カロリーは1グラムの水を1℃上昇させます。したがって、57.6カロリーで体重60 kg（＝60,000 g）の人間は、全て水であると仮定すると「1,000分の1℃」の温度上昇しかありません。

しかし、4 Gy（グレイ）の放射線は沢山のDNAを破壊してしまい、温度上昇はほとんどなくても、生命を脅かすのです。

一方、同じ量の放射線を吸収するとしても（これを「同じ吸収線量」と言いますが）、局所に被ばくするか、全身に被ばくするかで影響は全く違います。局所の被ばく量は「等価線量」、全身の被ばく量は「実効線量」で表すことができます。これらについて順を追ってみていきましょう。


【等価線量】
放射線にはα線（アルファ線）、β線（ベータ線）、γ線（ガンマ線）、中性子線など、沢山の種類があるのをみなさんはご存知でしょうか？

その中で、DNAを壊す能力が高いのが、α線と中性子線です。同じ「吸収線量」の放射線を受けても、β線やγ線に比べてDNAが破壊されやすいのです。α線を出す放射性物質にはプルトニウムやウランなどがあります。

DNAに対する破壊能力を数値化したものが“放射線荷重（加重）係数”と呼ばれるものです。

β線やγ線は１、陽子線は5、α線は20、中性子線はその速度に応じて5~20（速度の遅い中性子線が高い殺傷能力を示します）の値を持ちます。この影響を加味したものが「等価線量」と言われるものです。すなわち、

　　（等価線量）＝（放射線荷重係数）×（吸収線量）

です。「等価線量」はSv（シーベルト）で表し、人体の“組織ごと”に被ばくした線量を与えることができます。例えば、甲状腺に対する被ばくを考える場合には、この「等価線量」が使われます（甲状腺等価線量と呼びます）。全身被ばくを考えるときには、次の実効線量が使われます。


【実効線量】
「実効線量」も「等価線量」と同じくSv（シーベルト）で表されます。「実効線量」は「体全体のダメージの程度」を表します。

私たち（@team_nakagawa）がTwitterなどでこれまで「被ばく量」として表現してきたものが、この「実効線量」に相当します。「実効線量」は各組織の「等価線量」に“組織荷重（加重）係数”を掛け、それを総和したものになります。

　　（実効線量）＝Σ（組織荷重係数）×（等価線量）

ここで国際放射線防護委員会（ICRP）1990年勧告にある組織荷重係数は、

　　生殖腺：0.2
　　骨髄、胃、肺、結腸：0.12
　　膀胱、乳房、肝臓、食道、甲状腺：0.05
　　皮膚、骨表面：0.01
　　残りの組織：0.05

となります。（全ての組織の“組織荷重係数”を足すと1になります。）

※なお、日本国内の各法令は1990年勧告にある組織荷重係数に従っていますが、今後日本国内でも2007年勧告を取り入れるための準備が進められています。


【例1】
ラドンは気体であり、呼吸によって肺（組織荷重係数0.12）に取り込まれます。ラドンから発せられる放射線（α線の放射線荷重係数は20）によって、肺が0.5m Gy（グレイ）の吸収線量を受けたとします。その場合、肺等価線量と実効線量はそれぞれ20×0.5 = 10m Sv、10×0.12 = 1.2m Svとなります。

【例2】
例１のラドンとともにヨウ素を取り込んで、甲状腺が0.5m Gyの吸収線量を受けたとします。甲状腺等価線量とラドン＋ヨウ素による実効線量はそれぞれ1×0.5 = 0.5 mSv、1.2 + 0.5×0.05 = 1.225 mSvとなります。


今後ニュース等で“何mSv（ミリシーベルト）”などと聞こえたときには、それが「等価線量」を意味しているものなのか、それとも「実効線量」を意味しているものなのか、ぜひ注意を払っていただければと思います。