等価線量

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等価線量(とうかせんりょう、: equivalent dose)とは、放射線防護のための人体の各臓器の被曝線量を表す線量概念を言う。放射線被曝した人体組織臓器吸収線量放射線荷重係数を乗じたものとして定義され、単位はシーベルト(記号:Sv)が用いられる[1]

ただし、等価線量は放射線防護量であるので、あくまで確率的影響のリスク制限に用いるためのものである[2]。そのため、同じく臓器の被曝でも、確定的影響を問題とするような場合は臓器吸収線量(Gy)が用いられる[3][4]

概要[編集]

放射線被曝による生物影響を考える上で人体組織が放射線から得たエネルギー量である臓器の吸収線量(臓器吸収線量)は重要な指標である。しかしながら、生物影響は同一の臓器吸収線量であっても

  1. 放射線の種類(アルファ線、ベータ線、ガンマ線、中性子線など)
  2. 放射線を粒子として扱う場合[5]におけるその粒子のエネルギー(中性子、陽子のみ)

が異なればその影響も異なってくるため、放射線の生物影響の尺度としてそのまま用いることはできない。そこで主に放射線の種類などに関係なく影響の大きさを表すことができる線量概念としてある一点における吸収線量に線質係数と呼ばれる補正係数を掛け合わせた線量当量が1977年のICRP勧告にて定義された。

ところが、放射線防護上関心のあるのは、ある一点における吸収線量ではなく、組織・臓器全体の吸収線量である[6]。そこで、ICRP1990年勧告においては防護量としての線量当量概念の大幅な見直しがなされ、ある一点ではなく臓器の全体が受けた線量の平均臓器吸収線量の係数として放射線荷重係数(radiation weighting factor)とそれで平均臓器吸収線量を荷重した等価線量(equivalent dose)が改めて定義された[7][8]

等価線量の用途

等価線量は実務としては、人体組織・臓器の一つである皮膚、眼などの線量限度を定めるなどの線量管理に用いられる[9]。これは、限局した領域の皮膚、眼に対しては組織荷重係数が与えられていないことから、個人の実効線量に加算することができないためである[10]

等価線量の測定

等価線量は人体の臓器に対して定義されたものであるため、例えば、甲状腺などの体の内部の臓器について直接測ることは原理的にできない。そのため、実務として等価線量は、環境モニタリングまたは個人モニタリングの結果から観念的に実際受けたであろう量以上の線量当量を計算によって算出し、それを等価線量とみなすことで求められる。

定義[編集]

放射線 R の人体の臓器 T[11] に対する等価線量は以下のように定義される。

(臓器 T の等価線量 [Sv]) HT = (臓器 T の平均吸収線量 [Gy]) DT × (放射線 R の放射線荷重係数) wR

放射線荷重係数(radiation weighting factor)[編集]

算出に用いられる放射線荷重係数は、放射線の種類によって値が異なり、X線ガンマ線ベータ線は 1、 陽子線は 5、 アルファ線は 20、 中性子線はエネルギーにより 5 から 20 までの値をとる。

放射線荷重係数は、国際放射線防護委員会1990年勧告[12]による下表のものが広く使用されている。なお、2007年に新しく発表された勧告では、中性子の放射線荷重係数として、線量計算の実用的観点から連続関数が導入されている[13]

放射線荷重係数(参考として線質係数も記載)
放射線の種類(R) エネルギー(E)範囲 放射線荷重係数 線質係数
光子 (電磁波、X線、ガンマ線など)   全エネルギー  1 1
軽粒子(電子、ミュー粒子など) 全エネルギー  1 1
中性子  E<10keV 5 10
10keV<E<100keV 10 10
100keV<E<2MeV 20 10
2MeV<E<20Mev 10 10
20Mev<E 5 10
陽子 反跳陽子を除く,2Mev<E 5 10
α粒子、核分裂片、重原子核 20 20
  • 1 Sv = 1,000 mSv(ミリシーベルト) = 1,000,000 μSv(マイクロシーベルト)

等価線量限度(equivalent dose limits)[編集]

臓器 T の等価線量をある特定の期間中で積み上げたものの限度の量を等価線量限度(equivalent dose limits)と呼ぶ。なお、臓器に対して定義される等価線量限度は、個人の身体全体に対して定義される実効線量限度とは別の概念である。

職業被曝(occupational exposure)[編集]

日本の法律においては、放射線業務従事者の2つの臓器(眼の水晶体、皮膚)及び妊娠中女性従業員の腹部表面などの一年間に受ける等価線量の限度について定められている。電離則第四条-第七条

脚注[編集]

  1. ^ 防護線量概念としては、1990年のICRP勧告にてそれまで使用されていた線量当量(dose equivalent)に代わって用いられるようになった。草間(1995) p.44
  2. ^ 等価線量はあくまで線量限度内で用いられるべき線量概念である。草間(2005) p.11,p.22
  3. ^ そのため、閾線量はGyで表示される。
  4. ^ なお、放射線医学における医療被曝では、統一的に扱うため、診断に用いられる数mGyから治療に用いられる数10Gyまですべて臓器吸収線量で表される。
  5. ^ 電磁波(ガンマ線、X線)などは量子力学的効果(光電効果、コンプトン散乱など)を考えなければ、電磁気学的な波動であり粒子(光子)として扱う必要は無い。
  6. ^ 辻本(2001) pp.48-49
  7. ^ 等価線量は臓器に対して定義されたものであるからか、計測においては放射線荷重係数と等価線量は用いられず、線質係数と線量当量が用いられる。実際 ICRU においては未だ線量当量で定義されている。
  8. ^ なお、放射線のリスクに関連した線量概念である実効線量(effective dose)は各臓器の組織荷重係数にそれぞれの等価線量を掛け合わせたものの総和であり、単位は同じシーベルト(記号:Sv)であるが等価線量とは別の概念である。
  9. ^ 例えば、電離則第四条-第七条など
  10. ^ 草間(2005) pp.22-23
  11. ^ T は変数であり、数学のように T = 甲状腺 と書き表すことにすれば、これは HT —T=甲状腺→ H甲状腺(甲状腺に受けた放射線の等価線量)ということである。つまり、H甲状腺 は甲状腺の等価線量ということになる。
  12. ^ 放射線審議会 基本部会 (2010年1月). “国際放射線防護委員会 (ICRP) 2007年勧告 (Pub. 103) の国内制度等への取入れに係る審議状況について 中間報告 (PDF)”. 文部科学省. p. 8. 2011年5月4日閲覧。
  13. ^ 吉澤道夫. “ICRP 新勧告による外部被ばく線量評価 (PDF)”. 2011年7月12日閲覧。

関連項目[編集]

参考文献[編集]

外部リンク[編集]