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1 放射能 放射線と食品の安全 ー誤解を解き 不安の低減と風評被害の解消のためー ( 平成 24 年度学校給食モニタリング事業説明会 ) ( 平成 25 年 2 月 4 日 : 岡山市 ) 岡山県食の安全 食育推進協議会座長給食モニタリング調査委員会座長 ( 中国学園大学現代生活学部教授 岡山大学名誉教授 ) 多田幹郎

2 本日の講演内容 1. 放射線 放射能の基礎 2. 自然放射線と自然放射能 3. 放射線の人体に及ぼす影響 4. 遺伝子の損傷と発ガン 5. 食品の放射能汚染 ( 暫定基準値と新基準値 )

3 放射線と放射能 放射線の定義 ( 広義の定義 ) あるエネルギーを持って飛び出してくる粒子の流れ ( 粒子線 ) 及び電磁波 ( 電磁放射線 ) 上記の放射線のうち 原子や分子を電離又は励起させる程の高いエネルギーを有しているものを 電離放射線 と言い 一般にはこれを狭義の 放射線 と呼んでいる

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5 放射線の透過能力

6 放射線の発生源 放射線と放射能 近年 各種の放射線発生装置が開発 利用されているが 自然界では 放射性同位元素 ( 放射性元素 = 放射性核種 ) 及びそれらを構成元素として含んでいる物質 ( 放射性物質 ) のみが放射する [ 即ち 放射能を有している のである ] 自然界には多種 ( 約 75 種 ) の放射性物質が存在しているため 我々は常に放射線 ( 自然放射線 ) を浴びている

7 放射能の定義 放射線と放射能 ウランは放射能を有している など 本来は 放射線を放射する能力 を意味する [ 物理学の定義 : 単位時間に崩壊 ( 壊変 ) する原子 ( 放射性同位元素 ) の数を表し SI 単位系では Bq( ベクレル =dps) が使用される ] 一般には 放射能漏れ 放射能汚染 など 放射性物質あるいは放射性同位元素の意味で広く使われる

8 放射性同位元素 放射性同位元素 ( 放射性元素 : 放射性核種 ) 原子番号 ( 陽子数 ) が等しいが 質量数が異なる ( 中性子数が異なる ) 一群の元素を同位元素 ( アイソトープ ) と言い それらのうち放射能を有するものを 放射性同位元素 [ ラジオアイソトープ (RI): 放射性元素 ] と言う 原子番号が 6 番 ( 陽子数 6 個 ) の炭素原子には 3 種の同位元素 [ 12 C( 中性子数 :6) 13 C( 中性子数 :7) 14 C( 中性子数 :8)] が存在する これらのうち 14 C は放射性同位元素である ( 次図 )

9 同位体 (isotope) 電子 陽子 中性子 炭素 同位体存在比 ¹²C 98.9% ¹³C 1.1% ¹⁴C 放射性 : 微量 原子番号 19 番のカリウム [₁₉K] には, 安定同位体の 39 K と放射性同位体である 40 K がそれぞれ,99.98% と 0.012% の割合で存在している

10 放射性同位元素 天然に存在する放射性同位元素 自然界には約 75 種の放射性同位元素が存在している 原子番号が 19 番 ( 陽子数 19 個 ) のカリウム原子には 39 K( 安定同位元素 :99.98%) と 40 K( 放射性同位元素 : 0.012%) が存在している 成人体内には約 4000Bq の 40 K が存在している 原子番号が 92 番 ( 陽子数 =92) 以上の原子は全て放射性同位元素であり ウラン原子には 238 U 235 U, 234 U の 3 種の同位体が存在し いずれも放射性同位元素である 核反応 核分裂によって多くの放射性同位体が生成する

11 放射性同位元素の崩壊 α 崩壊 :α 線 ( ヘリウム核 : 陽子 2 個と中性子 2 個 ) を放射して質量数が 4 少ない核種に変化する反応 例 : 226 Ra 222 Rn + 4 He (α 線と γ 線を放射 ) 238 U 234 Th + 4 He (α 線と γ 線を放射 ) 239 Pu 235 U + 4 He (α 線と γ 線を放射 ) β 崩壊 : 中性子が β 線 ( 電子 ) を放出して [n p+e - ] 陽子に変わる反応 原子番号は 1 個増すが 質量数は変化しない 例 : 14 C 14 N + e - (β 線のみを放射 ) 90 Sr 90 Zr + e - (β 線のみを放射 ) 40 K 40 Ca + e - (β 線と γ 線を放射 ) 131 I 131 Xe + e - (β 線と γ 線を放射 ) 137 Cs 137 Ba + e - (β 線と γ 線を放射 ) [β 崩壊生成物は全て安定同位元素 ]

12 放射性同位元素の崩壊とエネルギー α 崩壊 238 U 234 Th (α 線 :4.1MeV) 239 Pu 235 U (α 線 :5.5MeV) β 崩壊 137 Cs 137 Ba (β 線 :0.5MeV) (γ 線 :0.7MeV) 40 K 40 Ca (β 線 :1.3MeV) (γ 線 :1.5MeV) 131 I 131 Xe (β 線 :0.6MeV) (γ 線 :0.7MeV) 60 Co 60 Ni (β 線 :0.3MeV) (γ 線 :1.1MeV) (γ 線 :1.3MeV)

13 放射線と放射能 放射能の単位 Bq( ベクレル ): 放射能を放射する能力毎秒当たりに崩壊 ( 放射線を放射 ) する回数 1 秒間の崩壊数が 1 個であるときの放射能を 1Bq という [1Ci ( 226 Ra 1g)= Bq] Bq( ベクレル ) と重量の関係 Bq=[0.693/T] [W(g)/M] [ ] (T: 半減期 (s), W: 重量 (g), M: 原子量 ) 131 I (300Bq) = (g) 137 Cs (100Bq) = (g) 40 K (4000Bq)= (g)

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16 放射能 放射線の測定 ビニールシート上に降下してきたほこりなどを採取した試料から放出された放射線のエネルギースペクトル ( 産総研つくばセンター ) 赤 :2011 年 3 月 15 日に採取した試料からのスペクトル緑 :2011 年 3 月 19 日に採取した試料からのスペクトル青 : 試料を置かないで測定したスペクトル

17 放射線と放射能 放射線の線量の単位 Gy( グレイ ): 吸収線量単位 (J/kg) 物質 1 キログラムが 1 ジュールの放射線エネルギーを吸収したとき その吸収エネルギーを 1Gy という [ 熱量換算値 :1Gy=J/kg= cal/g] * 食品照射に使用される線量 根菜類 ( 馬鈴薯等 ) の発芽防止 :100Gy 一般的な殺菌線量 :10kGy(2.4 の温度上昇 ) 完全殺菌 :30kGy

18 放射線と放射能 放射線の線量の単位 Sv( シーベルト ): 実効線量 ( 等価線量 ) 単位放射線の種類や性質によって人体組織に対する影響が異なることを考慮した 放射線防護のために用いる 人体への影響度 を表す単位 人体への影響は放射線の種類 ( 線質 ) によって異なる [ 吸収線量 (Gy) に線質係数 [Q] を 乗じて得られる ] γ- 線 β- 線 X- 線 : Q=1 (1Gy=1Sv) 中性子線 : Q=10 (1Gy=10Sv) α- 線 : Q=20 (1Gy=20Sv)

19 放射線と放射能 放射線の線量の単位 Sv( シーベルト ): 実効線量単位 放射線の人体への影響は組織 器官 ( それらの細胞 ) の放射線感受性の差によって異なる 組織 器官ごとに障害の荷重係数が定められ この 値を尺度として全身の被曝を表し これを 実効線量 と呼んでいる 荷重係数 :ICRP の勧告値 生殖腺 =0.20 赤色骨髄 肺 腸 =0.12 甲状腺 =0.05 皮膚 =0.01

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21 放射線と放射能 放射能の単位 Bq( ベクレル ) と Sv( シーベルト ) の関係 <msv=bq 実効線量係数 > [ 実効線量係数 ] 放射性核種ごとに 放射される放射線の種類 ( 線質 ) が異なり また 摂取経路 ( 吸引 摂食 ) によって集積部位 ( 決定器官 ( 組織 器官 ) 並びに それぞれの感受性も異なる それ故 それぞれの組織 器官について 核種ごとに 線質係数 荷重係数 などを考慮して ICRP が定めている 例えば 131 I を吸引 摂食した場合の全身への影響について その実効線量係数を と定めている

22 自然放射線と天然放射性核種 自然界には多種多様な放射性物質が存在し また 宇宙からも放射線が届いている 従って 常に人は放射線を浴びている さらに 多くの人工放射性物質を作り出し 社会活動に利用している

23 自然放射線の量は場所によって違う 1 ミリシーベルト / 年 (msv/ 年 ) [=0.114 マイクロシーベルト毎時 (μsv/h)]

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25 自然放射線 私たちは常に自然放射線を浴びながら生活しています 自然放射線とは 宇宙や大地 また 食べ物や空気中から放出される放射線のことです 自然放射線は 量が少ないので健康に影響はありません 日本の平均計 1.5 msv ( 世界平均 )

26 ウランの壊変 ( 自然分裂 ) 系列 238 U(α 崩壊 ) 234 U(α 崩壊 ) 230 Th(α 崩壊 ) 226 Ra(α 崩壊 ) 222 Rn(α 崩壊 ) 210 Po(α 崩壊 ) 206 Pb( 安定同位元素 ) α 崩壊 :α 線 (α 粒子 : 陽子 2 個と中性子 2 個 ) を放射して質量数が 4 少ない核種に変化する反応 β 崩壊 : 中性子が β 線 ( 電子 ) を放出して陽子に変わる [(n p+e)] 反応 原子番号は 1 個増すが 質量数は変化しない [ 例 : 14 C 14 N+e - ] 226 Ra( ラジウム ) は花崗岩に比較的多く含まれている 222 Rn( ラドン ) は気体であり 他の核種は固体である

27 空気中の放射性物質の測定 放射線減衰状況の確認 Control :Back ground は 80 Count/min であった ハイボリュウームエアサンプラ β(γ)surver-meter

28 野菜から出ている ( 自然の ) 放射線 土や野菜に含まれる天然の放射性カリウムなどの放射線で感光 ジャガイモ サツマイモ レンコン カボチャ ショウガ 20 日間露光

29 食物中の天然の放射性カリウムの量 ( 単位 : ベクレル /kg) 人体もほぼ同じ カリウムは 三大肥料の一つ 天然カリウムの 0.01% が放射性カリウム 環境中や体内でのセシウムの挙動はカリウムと類似

30 食品と人体に含まれる放射性物質 体重 60kg の日本人 ヒト体内の放射能濃度 117 Bq/kg ( 東嶋和子 放射線利用の基礎知識 より引用 ) (( 財 ) 環境科学技術研究所資料より )

31 K-40 と Cs-137 の比較 性状 K-40 Cs-137 化学的性状 アルカリ金属 アルカリ金属 主要な 線のエネルギー MeV MeV 線エネルギー MeV MeV 物理的半減期 13 億年 30 年 生物学的半減期 30 日 100 日 体内分布 脂肪組織を除く全身特に筋肉 脂肪組織を除く全身特に筋肉 体内存在量 4000 Bq 0 Bq

32 放射線 放射能は自然の一部 [ 自然 ( 天然 ) の放射線 放射能は安全で 人工の放射線 放射能は危険である ] は間違い 安全か危険か 並びに 危険の度合い は 放射線の質と量 による [ 危険の度合い ] は [ 人体中の細胞に届く放射線の量 被爆線量 ] と [ 細胞損傷の程度 ] によって決まる

33 放射線の人体への影響 急性障害 ( 確定的影響 ) と晩発障害 ( 確率的影響 ) 外部被曝と内部被曝

34 放射線の人体に及ぼす影響 放射線被曝は : 内部被曝と外部被曝に分けられる 人体への影響は : 急性障害 ( 確定的影響 ) と晩発障害 ( 確率的影響 : 発ガン 白血病の発症リスク ) に分けられる ICRP による ALALA の考え方 ( 勧告 ): すべての被曝は 経済的 社会的要因を考慮し 合理的に達成し得る限り低く抑えるべきである

35 放射線による 2 種類の健康影響 確定的影響 ( 急性障害 ):250mSv 以上の被曝で発症 吐き気や脱毛 貧血 火傷 不妊 白内障 機能を担う細胞数の減少による 閾値以下では全く起きない 確率的影響 ( 晩発性障害 : 発がんリスク増加 ) 遺伝子の修復ミスと考えられる 1 シーベルト (Sv) で 5% 増加 100mSv 以下では検出できない 用心のため 閾値が無いと仮定 ( 僅かでも被曝すると発症の確率が高まる ) [ 直線仮説 : それ故 許容 ではなく 限度 を

36 放射線影響の発現の仕組み 細胞内の組織 DNA の一部に損傷が生じる 修復機構の作動 殆どの細胞は修復されて正常細胞に戻る 修復されなかった細胞 修復されなかった細胞の殆どは細胞死して 正常細胞に替わる 細胞死が非常に多く生じた場合 ( 比較的高い線量被曝の場合 ) 組織 器官の機能が失われ 比較的短時間での影響が現れる 確定的影響 ( 急性障害 ) 正常に修復されず ミス修復された 場合 突然変異 が生じる 突然変異が一般細胞に生じると 長時間を経て ガン が生じる 生殖細胞に起こった場合には 遺伝的影響 として現れる 確率的影響 ( 晩発性障害 )

37 確率的影響と確定的影響の違い 1 しきい線量の有無 2 線量と障害 ( 症状 ) の重さとの関係 確率的影響確定的影響 発がん しきい線量 頻 度 重篤度 線量線量

38 固形がんの過剰相対リスク 原爆被爆者における発がん ( 固形がん ) リスク 100 msv 100 msv 以下では直線ーしきい値無しモデルが正しいのか誤りなのかは不明 200mSv 以上では直線ーしきい値無しモデルに合致する

39 ( 独 ) 放射線医学総合研究所 HP より (

40 放射線による人体への影響の分類 国際放射線防護委員会 (ICRP) の 1990 年勧告に基づく放射線影響の分類と特徴 種類例示しきい線量 確率的影響 発がん 遺伝的影響 線量増加に伴う変化 防護目標 存在しない発生率の増加減少 白内障 確定的影響 不妊脱毛 存在する 発生率の増加 重症度の増加 防止 皮膚炎

41 放射線防護の最適化 ( 緊急被曝の状況に適用 :ICRP 2007 年勧告 ) 100mSv 以上の線量では 発ガンの有意なリスクがあるため 職業被曝および公衆被曝レベルの最大値は100mSv/ 年とする 緊急事態時における被曝の低減対策として 公衆の被曝レベルの最大値は 20mSv/ 年とすることが可能である ( 政府の判断?) ( 以上は ICRP 勧告の内容についての演者の解釈 )

42 放射線防護の基準 (ICRP) 100mSv 20mSv 100mSv という数値の根拠 発がん増加が検出される最小線量 組織障害が生じる最小線量 緊急事態期事故による被ばく線量を 100mSv/ 年以下に抑える 事故収束後の復旧期 20mSv/ 年以下に抑える 様々な方法で被ばく線量の低減に努める 避難 飲食物の制限 環境の除染 自然界からの放射線 =2.4mSv/ 年 1mSv 平常時医療放射線被ばく以外を 1mSv/ 年以下に抑える ( 自然界放射線は別 ) 法律上の一般公衆の線量限度 =1mSv/ 年 1mSv/ 年は自然放射線の変動レベル ゼロを目指すのは無理だし 無意味

43 わが国の放射線防護の考え方 一般公衆及び作業従事者の被曝線量限度 公衆被曝 :1mSv/ 年 ( 特殊な状況下 : 5mSv/ 年 但し 20mSv/5 年 ) [ 今回の事故により 20mSv/ 年に増加 ] 職業被曝 :50mSv/ 年 ( 通常時 ) :100mSv/ 年 ( 緊急作業時 ) [ 今回の事故により 250mSv/ 年に増加 ] :150mSv/ 年 ( 眼の水晶体 ) :500mSv/ 年 ( その他の組織 ) : 13mSv/3 月 ( 女子腹部 ) : 10mSv/ 妊娠から出産までの期間

44 放射線の子どもへの影響 ボルゴニー トリボンデュウーの法則 細胞への放射線影響は 増殖速度に比例し 分化の程度に反比例する 従って : 胎児や子どもへの影響は大きい [ 特に 妊婦の腹部への線量限度は低い ] 精巣や卵巣および造血器官は放射線感受性が高い

45 放射線は DNA を傷つける 放射線には DNA 鎖を切断する作用がある DNA 切断には DNA2 重らせんの片方だけが切れる 1 本鎖切断と 両方が切れる 2 本鎖切断がある 1 個の細胞について 1Gy 当たり 約 1000 個の 1 本鎖切断 及び約 40 個の 2 本鎖切断が生じると推定されている このうち 細胞死や染色体異常生成に直接関わるのは 2 本鎖切断である

46 放射線は遺伝子 (DNA) を傷つける 水由来ラジカル 間接作用 直接作用

47 細胞には DNA 鎖切断を修復する能力がある 放射線 A T G T A C 細胞は切れた DNA 鎖を元通りにつなげることができる (99.9%) A T G T A C T C G A G C DNA 鎖が切れる T C G A G C

48 ガン細胞発現の仕組み DNA の一部に損傷が生じる 修復機能の作動 ほとんどの細胞は正しく修復されて正常細胞に戻る 正しく修復されなかった 正しく修復されなかった細胞のほとんどは細胞死 ( アポトーシス ) して 正常細胞に替わる 正しく修復されず ミス修復された細胞の一部は 突然変異細胞として増殖を続ける 複数回の変異を受けて その度ごとに生き残り 増殖を続け ガン細胞になる

49 発がんの突然変異仮説 遺伝子突然変異が発がんの原因であり その増殖 蓄積ががんを進展させる 放射線 正常細胞 遺伝子変異の蓄積 がん細胞 がん遺伝子の活性化 がん抑制遺伝子の不活性化 放射線ががんを起こすしくみはまだ明らかにされていない

50 多段階発ガン機構

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52 放射線による遺伝子 (DNA) 損傷は直接作用によるのではなく 間接作用によるものが主である 放射線による DNA 損傷の仕組みは 放射線が直接 DNA に 当って損傷を引き起こす 直接作用 と 細胞の約 70% を占め る水から生じるフリーラジカル ( 反応性の高い化学分子種 ) に よって損傷が引き起こされる [ 間接作用 に大別される 多くの人は直接作用を想定して 放射線 = 発ガン との認識 を持っているが その頻度は少なく DNA 損傷の大部分は 間接作用によるものである つまり 放射線は正常細胞を前ガン細胞に変異させる物質 を生成する点で特殊性があるが 発ガンに至る過程は 他の 様々な要因による発ガンの仕組みと差は無い

53 食品に含まれる放射性核種の暫定規制値 農 蓄 水産物について それらに含まれる放射性セシウムの暫定規制値が 500Bq/kg と定められていた [ 食品安全委員会のリスク評価を受けた値 ] この値は 食事による内部被曝線量を 0.1mSv/ 年以下にすることを前提として定められたものである 0.1mSv の被曝によるわが国のガン死亡者数は 1.7 人の増加と計算される 日本人の体内には 4000Bq の放射性カリウムが常時存在し 年間 0.18mSv を被曝している 一般公衆の被曝線量限度は 1mSv とされている

54 福島第一原発周辺住民の内部被ばくを推計 食事による内部被ばく量 : 放射性セシウムの含有量から推定 最大値 =0.083 msv / 年 吸入による内部被ばく量 : 空気中のチリに含まれる放射性セシウムからの被ばく量を推定 最大値 ( 浪江町 )=0.077 msv / 年 合計被ばく線量 =0.16 msv / 年 ( 京都大学防災研究所石川裕彦教授 : 朝日新聞 2011 年 11 月 15 日 ( 火 ))

55 水 食品に対する放射性セシウムの新基準値 (2011 年 12 月 21 日 ( 水 ) 朝日新聞 )

56 食品に含まれる放射性核種の新基準値 の制定の目的と受け取り側の対応 小宮山厚生労働大臣の談 新基準値は消費者の 安心 を確保することを目的とした コープふくしま専務理事 ( 朝日新聞記事 ) 不安あおる ベクレル競争 * ゼロベクレルの証明は無理です * 放射能を勉強して 福島の食を応援して下さい

57 放射線 放射能との付き合い 医療の現場では 治療の放射線 放射能が使用されています 私たちは 過去に原爆による被曝体験を有し 核実験によるフォールアウト ( 降下物 ) に曝されました 一方 ラジウム温泉 ラドン温泉で憩う人が少なからずいます

58 まとめ (1) 1. 疫学データでは 100 ミリシーベルト以下の被ばくにより発がんリスクが高くなるという証拠はありません 2. 低線量放射線による発がんリスクには 安全域が存在するわけではありません 3. 発がんリスクは確率で表されるので 他の発がんリスクと比較して リスクが高いのか低いのかを理解することが大切です

59 まとめ (2) 低線量放射線被ばくのがん死亡への寄与 日本人のがん死亡率を 30% と仮定 ( 神田玲子 Isotope News, 693, 28-32, 2012 より )

60 最後に 正しく理解して 正しく怖がろう 放射線 放射能は自然界の一部 簡単に 鋭敏に検出 測定できる 自然の放射線 放射能は安全で 人工のそれらは危険である ということはない 安全かどうかは 細胞の受ける放射線の量による 放射線による発ガンは確率的に起こる 放射線によるガンと自然のガンは区別できない 放射線による発ガンには閾値がないと考えられている 低線量率の放射線被曝はホルミシス効果が期待される 人工放射線 放射能は 冷戦時代の核実験で経験済み 人工放射線 放射能は人々の生活向上に役立っている 最大の悪影響は 不安ストレスと風評被害

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