20130518郡山勉強会資料 endo rev0

放射線計測勉強会, 郡山市福祉センター3階視聴覚室, 2013/05/18(土) 1
放射線検出器の測定値について

本題に入る前に

質問1
 どちらが理解しやすい量でしょうか？
内部被曝外部被曝

質問2
 ２つの量があることを知っていますか？
 放射線防護・管理上、どちらのほうが
保守的な(安全側の)量だと思いますか？
実用量防護量

質問3
① 1μシーベルトよりは大きい
② 1μシーベルト
③ 1μシーベルトよりは小さい
モニタリングポストで
測定された1μグレイは
シーベルトに換算すると
何μシーベルト？

放射線と
その単位

 電磁波または粒子線
 直接的/間接的に空気(物質)を電離する
能力を持つもの
 電離：電気的に中性な原子をイオン化させ
電荷を持たせること
 主な種類
 粒子線：α線、β線、中性子線
 電磁波：γ線、X線
放射線とは？
±0＋

放射線の透過力
アクリル板や
アルミニウム
引用：RI119 消防職員のための放射性
物質事故対応の基礎知識, 消防庁, (2011).

放射線に関わる単位
引用：RI119 消防職員のための放射性物質事故対応の基礎知識, 消防庁, (2011).

B B
B B
A
A
ベクレル(Bq)
 1秒間に放射性核種が崩壊する回数
 崩壊する数≒放射線の数
 放射性核種の数が多いほど高い
 半減期が短い放射性核種ほど高い
Y Y Y Y
Y Y Y Y
Y Y Y Y
Y Y Y Y
X
XX
XX
XX
XX
XX
X
XX

吸収線量：グレイ(Gy)
 ある物質に吸収された放射線のエネルギーを
物質の質量で割った量
m
D




：吸収線量 [Gy]=[J/kg]
m [kg]
 [J]

 γ線や中性子線の電離により生じた荷電粒子
(電子など)のエネルギーを物質の質量で割った量
カーマ：グレイ(Gy)
m
E
K


 tr
：カーマ [Gy]=[J/kg]
出典：カーマ(Kerma) (18-04-02-05), ATOMICA

等価線量：シーベルト(Sv)
 ある組織・臓器が受けた放射線量の指標として使用
 放射線の種類(α粒子, 電子, 光子)による、生体への
影響度の違いを考慮した量
  
R
RTRT DwH ,
m [kg]
：臓器または組織Tの等価線量TH
Rw ：放射線Rに対する放射線荷重係数
臓器T
RTD , ：放射線Rによる臓器また組織Tの吸収線量

放射線の種類による影響の違い
出典：国際放射線防護委員会2007年勧告, ICRP Publ. 103
放射線の種類
放射線荷重
係数 wR
光子
電子
μ 粒子
1
陽子
荷電π中間子
2
α粒子
核分裂片
重イオン
20
中性子右図
 電荷が大きく、重い粒子ほど影響が大きい
0
5
10
15
20
25
1E-06 1E-05 1E-04 0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 1000010-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104
中性子のエネルギー [MeV]

 人体全体が受けた放射線量の指標として使用
 臓器・組織による健康損害の違いを考慮して
等価線量を体全体で平均化した量
実効線量：シーベルト(Sv)
  
T
TT HwE
：臓器・組織Tの等価線量TH
Tw ：組織Tに対する組織荷重係数
E ：実効線量

人体中の臓器・組織による影響の違い
 組織加重係数wTの
高い臓器・組織
 骨髄(赤色)
 結腸
 肺
 胃
 乳房
 生殖腺
ICRP1990 ICRP2007
組織荷重係数 wT臓器・
組織

放射線検出器の
測定値

検出器検出物質 γ線測定原理メモ
GM管
気体
He, Ar等
管内充填気体の電離
放射線の数を測定。
"電子なだれ"を利用するため
γ 線のエネルギーは不明
電離箱
気体
窒素, He, Ar
管内気体の電離
イオン対(電離電流)を測定。
照射線量Q [C/kg]と対応。
∝空気カーマK [Gy]
シンチレーション
固体
NaI(Tl), CsI(Tl)
結晶中の
シンチレーション光
シンチレーション光の強さは
γ 線のエネルギーに依存
半導体検出器
固体
Ge, Si, CdTe
半導体の電離
(電子-正孔対)
パルスの波高値は
γ 線のエネルギーに依存
γ線の空間線量測定で用いられる
検出器の一例
QK 34≒

空間線量率測定のイメージ
 検出器は検出器と反応を起こした放射線の数を測る
 放射線の数から人間が知りたい値に翻訳する
 物理量：空気吸収線量率 [mGy/h]
 放射線防護の実用量：
(場所)1cm周辺線量等量率 [mSv/h]
γ線検出数
mSv/hmGy/h mSv/hmGy/h
0.10 [mGy/h]0.12 [mSv/h]

「率」について
 T [秒]の間に検出された放射線の数Ｃを数える
 ＣをTで割ることで単位時間当たりの量に換算
 単位が”1時間当たり”だからといって、1時間の間に
検出された数から求めてるわけではない
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9
T
時刻
換算係数線量率  ]h[sec/3600
[sec]T
C

空気吸収線量 [Gy]
 検出器位置の空気が吸収している放射線の
エネルギーを空気の質量で割った値
 環境中の放射線モニタリングに使用される物理量
 空気吸収線量[Gy] ≒空気カーマ [Gy]
 空気カーマ [Gy]≒34×照射線量 [C/kg]
(荷電粒子平衡&制動放射なし)

ただし、人は空気ではない
≠
 密度[g/cm3]や組成が全く違う
 放射線が人体に与えるエネルギー≠空気吸収線量
0.0012 [g/cm3]
窒素
酸素
その他
約1 [g/cm3]
空気の体積比

人体組織におけるγ線の減衰・吸収線量等量
組織
空気
g 線
(662keV)
g 線束吸収線量等量
参考文献：K. Niita, et al., PHITS: Particle and Heavy Ion Transport code System,
Version 2.23, JAEA-Data/Code 2010-022 (2010).

人はまんまるでもなく、構造は複雑
≠
 どの向きから見るかで構造が大きく異なる

人体中の臓器と放射線加重係数
肺：0.12
乳房0.12
胃0.12
結腸0.12
生殖腺0.08

人体中の臓器と放射線加重係数
甲状腺：0.04
食道：0.04
肝臓：0.04
膀胱：0.04

≠≠
放射線の向きによる実効線量の違い
 放射線の数・エネルギーが同じでも、人体のどの
方向から放射線を受けるかで実効線量が異なる

放射線検出器の場合
 同じ検出器を同じ条件(場所・高さ等)で測定すれば
検出器の持ち方を変えても示す値はほぼ同じ
＝＝

場所の実用量：周辺線量等量のイメージ
 人体の影響を直接計っているのではなく
均一&等方的な球で置き換えて間接的に測る
＝＝

実用量と防護量
実用量防護量
周辺線量等量Sv
(場所の測定)
個人線量等量Sv
(個人の測定)
実効線量Sv
 実用量は外部被曝量を安全側(保守的)に見積もり
＆測定しやすい量として定義
 実用量の値＞防護量の値 (ただし例外あり)
等価線量Sv

周辺線量等量H*(d)の定義
 人体組成を模擬した一様な球を考え、その球表面から
深さd [mm]における線量等量の値
 放射線の飛んでくる向きによらない量
 1cm周辺線量等量
 場所を対象とした測定量、実効線量に対する実用量
d

個人線量等量Hp(d)の定義
 人体を模擬したファントムを考え、そのファントム表面
から深さd [mm]における線量等量の値
 1cm個人線量等量
 個人を対象とした測定量、実効線量に対する実用量
d

個人線量等量Hp(d)の注意点
 個人線量計は人が装着して使用する
 測定値の換算や校正の際には、装着した線量計に対する
放射線の向きに注意する必要あり
 人の前面から放射線を浴びたときの人体影響が最も大きく
前方照射(AP)条件でHp(d)は換算、校正されている
 後方照射(PA)条件の場合、人体が遮蔽物となり線量計位置
までとどく放射線量が少なくなり、保守的な測定値とならない
d

実用量と防護量の比較
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0.01 0.1 1 10
光子のエネルギー [MeV]
(自由空気中単位空気カーマに対する線量当量or実効線量の比)
1cm周辺線量当量H*(10) [1]
1cm個人線量当量Hp(10,0°) [1]
実効線量(AP) [2]
実効線量(PA) [2]
実効線量(LLAT) [2]
実効線量(RLAT) [2]
実効線量(ROT) [2]
実効線量(ISO) [2]
AP
PA
LLAT
RLAT
ROT
ISO
出典：[1] ICRP Publ. 74 (1996), [2] ICRP Publ. 116 (2010).
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
0.01 0.1 1 10
線量換算係数[Sv/Gy]
(自由空気中単位空気カーマに対する線量当量or実効線量の比)
1cm周辺線量当量H*(10) [1]
1cm個人線量当量Hp(10,0°) [1]
実効線量(AP) [2]
実効線量(PA) [2]
実効線量(LLAT) [2]
実効線量(RLAT) [2]
実効線量(ROT) [2]
実効線量(ISO) [2]
線量換算係数(空気カーマに対する比)[Sv/Gy]
137Cs(137mBa)の662keVのg線

ROTおよびISO照射条件時における
1cm個人線量等量と実効線量の比較
ROT ISO
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1歳児 5歳児 10歳児 15歳児成人
(実効線量)÷(1cm個人線量等量)
137Csが地面に浸透汚染(b=1 g/cm2)している場合
 APで換算・校正された個人線量計の値
≒ROTの実効線量＞ISOの実効線量
出典：平山英夫ら, 放射線防護に用いられる線量概念, KEK Preprint 2012-44 (2013).

質問3に対する私の理解(1/3)
 注意点：
モニタリングポストの測定値は空気吸収線量のグレイ[Gy]
 「γ線の放射線加重係数が1だから、1 [mSv]＝1 [mGy] 」
と考えるのは不正確
 γ線による、ある組織・臓器の吸収線量のグレイから、その組織・臓
器の等価線量のシーベルトを考える場合には1 [Sv]＝1 [Gy]
 モニタリングポストの空気吸収線量≠人体組織・臓器の吸収線量
モニタリングポストで測定された1μグレイは
シーベルトに換算すると何μシーベルト？

 場所を測る線量計の値と比較したい場合
 1cm周辺線量等量のシーベルトに換算すべき
 ただし換算する際には、環境中を飛び交っている
放射線のエネルギーに関する知見が必要
 137Cs(137mBa)のγ線が支配的であれば、空気吸収線量[Gy]
の値に約1.2をかければ、1cm周辺線量等量[Sv]となる
 場所の実用量は高めの値で保守的に推定
 [私見] 空間線量マップを作成し、それに基づいてその場所で
の滞在時間を練ったり、作業計画を立てる際に有効
モニタリングポストで測定された空気吸収線量1μグレイは

屋外でのGe検出器のγ線スペクトル例
川俣町住宅A(屋外), H24/02/21, 1時間測定
137Cs
核種
寄与
[nGy/h]
空気吸収
線量率
[μGy/h]
40
K 20.2
238
U 4.5
232
Th 13.3
134
Cs 211.3
137
Cs 414.7
0.664
天然核種
人工核種
(参考) TCS-131測定値
0.67 [μGy/h]
出典：「福島第一原子力発電所事故に伴う放射性物質の第二次分布状況等に関する調査研究」
成果報告書, JAEA (2013).
134Cs

 外部被曝による実効線量を推定したい場合
 [私見] ガン死リスクを最確値で推定したければ
防護量である実効線量のシーベルトに換算すべき
 ただし放射線のエネルギーだけでなく、飛んでいる
向きに関する知見が必要
 より厳密には受ける人の体格(性別・年齢)も考慮すべき
 原子力施設緊急事態時の外部被曝による実効線量
の考え方については次頁で補足
モニタリングポストで測定された空気吸収線量1μグレイは

原子力施設緊急事態時の
外部被曝による実効線量の考え方
 放射線のエネルギー情報が不明でも、1 [Sv/Gy]として
空気吸収線量を換算すれば、実効線量を過小評価しない
0.0
0.5
1.0
1.5
0.01 0.1 1 10
線量換算係数(空気カーマに対する比)
[Sv/Gy]
実効線量(ROT)
実効線量(ISO)
実効線量(ROT
実効線量(ISO)
0.0
0.5
1.0
1.5
0.01 0.1 1 10
実効線量
実効線量
ROT ISO
放射性雲からの照射
→ISO条件
地表面からの照射
→ROT条件
空気カーマ≒
空気吸収線量率

 放射線関連の単位は(知れば知るほど)非常に難解
 比較して議論する時には同じ量に合わせた上で
 単位だけでなく量の名称も正確に書くと誤解は少ない
 正確な表記は複雑で、理解を妨げているのも事実
まとめ
グレイ
シーベルト
等価線量実効線量
周辺線量等量個人線量等量
吸収線量カーマ
防護量
実用量

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