放射線防護
第一次世界大戦中の防護服とヘッドピースを身に着けた放射線技師

放射線防護は、国際原子力機関（IAEA）によって「電離放射線への被ばくによる有害な影響から人々を保護すること、およびこれを達成するための手段」と定義されています。[ 1 ]被ばくは、人体の外部にある放射線源による場合と、放射性汚染物質の摂取による内部被ばくによる場合があります。

電離放射線は産業や医療で広く利用されており、生体組織に微細な損傷を与えることで重大な健康被害をもたらす可能性があります。電離放射線の健康影響には、主に2つの種類があります。高レベルの被ばくでは、「組織」影響を引き起こす可能性があります。これは、発生が確実であることから「確定的影響」とも呼ばれ、通常グレイの単位で示され、急性放射線症候群を引き起こします。低レベルの被ばくでは、放射線誘発がんのリスクが統計的に上昇する可能性があります。これは、発生が不確実であることから「確率的影響」と呼ばれ、通常シーベルトの単位で示されます。

放射線防護の基本は、時間、距離、遮蔽といった簡便な防護手段を用いて被ばくを回避または低減することです。被ばく時間は必要最小限に制限し、放射線源からの距離は最大限に確保し、可能な限り放射線源または標的を遮蔽する必要があります。職業被ばくまたは緊急被ばくにおける個人被ばく線量を測定するために、外部被ばくには個人線量計が使用され、放射性汚染物質の摂取による内部被ばくには生物学的検定法が適用されます。

放射線防護および線量測定評価については、国際放射線防護委員会(ICRP) と国際放射線単位測定委員会(ICRU) が、特定のレベルの放射線が人体に及ぼす生物学的影響を計算するために使用される推奨事項とデータを公開し、それによって許容できる線量摂取限度を勧告しています。

原則

放射線防護における国際的な政策関係。ICRPは、規制当局によって、優れた実践に関する国際的な権威として広く認められている。
放射線防護と線量測定で使用される外部線量量 - ICRU報告書57に基づく
放射能と検出された電離放射線の関係を示すグラフ

ICRPは、リスクと被ばく線量レベルを等しくするための膨大な科学的研究の評価に基づき、国際放射線防護システムを推奨、策定、維持しています。このシステムの健康目標は、「確定的影響を防止し、確率的影響のリスクを合理的に達成可能な範囲で低減するように、電離放射線への被ばくを管理・制御すること」です。[ 2 ]

ICRPの勧告は、各国および地域の規制当局に伝えられ、それぞれの国の法律に組み込む機会が与えられます。このプロセスは、添付のブロック図に示されています。ほとんどの国では、各国の規制当局が、一般的にICRPの勧告に基づいた線量制限要件を設定することで、社会における安全な放射線環境の確保に取り組んでいます。

曝露状況

ICRPは、以下のように計画被ばく状況、緊急被ばく状況、現存被ばく状況を認識している。[ 3 ]

  • 計画的被ばく– 「被ばくが発生する前に放射線防護を事前に計画でき、被ばくの大きさと範囲を合理的に予測できる場合」と定義されます。[ 4 ]これには、職業上の被ばく状況など、既知の放射線環境で作業する必要がある状況が含まれます。
  • 緊急被ばく– 「緊急の防護措置が必要となる可能性のある予期せぬ状況」と定義される。[ 5 ]これには、緊急の原子力事象などが含まれる。
  • 既存被ばく– 「制御に関する決定を下す必要がある時点ですでに存在している被ばく」と定義される。[ 6 ]これには、環境中に存在する天然放射性物質などによるものが含まれる。

線量摂取量の調節

ICRPは、すべての制御可能な被ばく状況に対して以下の全体原則を適用している。[ 7 ]

  • 根拠:放射線の不必要な使用は許可されません。つまり、利点が欠点を上回らなければなりません。
  • 制限:個人放射線量制限を適用することにより、各個人は過大なリスクから保護されなければなりません。
  • 最適化：このプロセスは、正当と判断された状況に適用することを意図しています。これは、「被ばくの可能性、被ばくする人数、および個人被ばく量」のすべてを、合理的に達成可能な限り低く（または合理的に実行可能な限り低く）抑えることを意味します。これはALARAまたはALARPと呼ばれます。経済的および社会的要因を考慮します。

外部線量吸収の要因

放射線源から受ける放射線の量、つまり線量を制御する要因は3つあります。放射線被曝は、これらの要因を組み合わせることで管理できます。

  1. 時間：被曝時間を短縮すると、実効線量も比例して減少します。被曝時間を短縮することで放射線量を低減する例としては、作業員の訓練を改善し、放射線源の取り扱い時間を短縮することが挙げられます。
  2. 距離：距離を離すと、反二乗則により線量が減少します。距離の確保は、線源を指ではなく鉗子で扱うといった簡単なことでも可能です。例えば、透視検査中に問題が発生した場合、可能であれば患者から離れてください。
  3. 遮蔽：放射線源は、放射線のエネルギーを吸収する固体または液体材料で遮蔽することができます。「生物学的遮蔽」という用語は、原子炉やその他の放射線源の周囲に配置され、放射線を人体にとって安全なレベルまで低減する吸収材を指します。遮蔽材としては、コンクリートや鉛遮蔽材が用いられ、厚さは二次放射線用は0.25mm、一次放射線用は0.5mmです[ 8 ]。

内部線量摂取

原子力産業における、空気中の放射性粒子を封じ込めるために使用される大型のグローブボックス。

放射性物質の吸入または摂取による内部被ばくは、摂取した放射性物質の量やその他の生体運動学的要因に応じて、確率的影響または確定的影響をもたらす可能性があります。

低レベルの内部線源からのリスクは線量量預託線量で表され、これは同量の外部実効線量と同じリスクを持ちます。

放射性物質の摂取は、次の 4 つの経路を通じて起こります。

  • ラドンガスや放射性粒子などの空気中の汚染物質の吸入
  • 食物や液体中の放射能汚染物質の摂取
  • トリチウム酸化物などの蒸気の皮膚からの吸収
  • テクネチウム99mなどの医療用放射性同位元素の注射

原子力および放射化学用途における空中放射性粒子による職業上の危険は、そのような物質を封じ込めるためのグローブボックスの普及により大幅に軽減されます。大気中の放射性粒子の吸入を防ぐため、微粒子フィルター付きの呼吸器が着用されます。

大気中の放射性粒子の濃度を監視するために、放射性粒子モニタリング機器は空気中の物質の濃度または存在を測定します。

食品や飲料に含まれる放射性物質を摂取した場合、専門的な実験室での放射分析法を用いてその濃度を測定します。[ 9 ]

放射線量は、微量から致死量まで、シーベルト単位で表されます。
日常生活活動による放射線被曝の視覚的比較。

ICRPは、ICRP報告書103の表8において、線量摂取に関するいくつかの限度値を勧告しています。これらの限度値は「状況別」であり、計画的、緊急、および現存の状況を対象としています。これらの状況においては、特定の被ばく群に対して限度値が設定されています。[ 10 ]

  • 計画被ばく – 職業被ばく、医療被ばく、公衆被ばくについて定められた限度。職業被ばくの実効線量限度は年間20mSvで、 5年間の定められた期間の平均であり、いずれの年も50mSvを超えることはない。公衆被ばく限度は年間1mSvである。[ 11 ]
  • 緊急被ばく – 職業上および公衆の被ばくに対して与えられた限度
  • 既存の曝露 – 曝露を受けたすべての人に対する基準レベル

右に示されている米国エネルギー省の公開情報線量チャートは、ICRP勧告に基づく米国の規制に適用されます。1行目から4行目の例は線量率（単位時間あたりの放射線量）の目盛りで、5行目と6行目は総蓄積線量の目盛りであることに注意してください。

ALARPとALARA

ALARPは、放射線被ばくやその他の職業上の健康リスクに関する重要な原則の頭字語であり、英国では「As Low As Reasonably Practical（合理的に実行可能な限り低く）」の略称です。[ 12 ]その目的は、放射線被ばくやその他の危険のリスクを最小限に抑えつつ、同時に、手元の業務を遂行するためにある程度の被ばくが許容される場合があることを念頭に置くことです。英国以外では、 同義語であるALARA （As Low As Reasonably Achievable）がより一般的に使用されています。

この妥協は放射線医学においてよく例証されます。放射線の照射は、医師やその他の医療専門家に医学的診断を提供することで患者を助けることができますが、患者の被ばく量は、癌や肉腫（確率的影響）の統計的確率を許容レベル以下に抑え、確定的影響（皮膚の発赤や白内障など）を排除できる程度に低く抑える必要があります。確率的影響の発生率の許容レベルは、作業者にとって、一般的に安全とみなされる他の放射線作業におけるリスクと同等であると考えられています。

この方針は、どんなに少量の放射線被曝でも、がんなどの生物学的悪影響の可能性を高める可能性があるという原則に基づいています。また、放射線被曝の悪影響の発生確率は、生涯累積線量とともに増加するという原則にも基づいています。これらの考え方が組み合わさって、線量の増加に伴って確率的影響の発生率が増加する閾値は存在しないという線形しきい値なしモデルが形成されます。同時に、電離放射線を使用する放射線診断およびその他の行為は利益をもたらすため、放射線被曝を減らすことは医療行為の有効性を減らす可能性があります。ALARP原則を適用する際には、例えば放射線に対するバリアを追加するなどの経済的コストも考慮する必要があります。CTスキャンまたはCATスキャンとしてよく知られているコンピューター断層撮影は、医学に多大な貢献をしてきましたが、リスクがないわけではありません。CTスキャンで使用される電離放射線は、放射線誘発がんを引き起こす可能性があります。[ 13 ]年齢はCTスキャンに伴うリスクの重要な要因であり、[ 14 ]小児や広範囲の画像撮影を必要としないシステムを対象とした検査では、より低い線量が使用されます。[ 15 ]

個人用放射線線量計

放射線線量計は、重要な個人線量測定機器です。モニタリング対象者が装着し、装着者の体外放射線量を推定するために使用されます。ガンマ線、X線、ベータ線などの透過性の高い放射線には使用できますが、アルファ粒子などの透過性の低い放射線には使用されません。従来、長期モニタリングにはフィルムバッジ、短期モニタリングには石英繊維線量計が使用されていました。しかし、これらは現在では熱ルミネッセンス線量測定（TLD）バッジや電子線量計にほぼ取って代わられています。電子線量計は、あらかじめ設定された線量閾値に達した場合に警報を発するため、被ばく線量を継続的にモニタリングする必要がある、放射線レベルが高い可能性のある作業現場での作業をより安全に行うことができます。

放射線技師、原子力発電所作業員、放射線治療を行う医師、放射性核種を扱う実験室の作業員、HAZMATチームなど、放射線に曝露する作業員は、職業被ばくの記録を作成するために線量計を装着することが義務付けられています。このような装置は、規制目的で人員被ばく線量を記録することが承認されている場合、一般的に「法定線量計」と呼ばれます。

線量計は全身の線量を測定するために着用できますが、特定の活動における局所的な身体の放射線量を測定できるように、指に着用したりヘッドギアにクリップで留めたりできる特殊なタイプもあります。

電離放射線用のウェアラブル線量計の一般的なタイプには以下のものがある：[ 16 ] [ 17 ]

放射線防護

さまざまな種類の電離放射線と、その種類を阻止または軽減するために使用される物質の種類を示す図。
鉛（原子番号82）のガンマ線吸収係数をガンマエネルギーに対してプロットしたものと、3つの効果の寄与。低エネルギーでは光電効果が支配的である。5MeVを超えると、対生成が支配的になり始める。
実験室で放射性サンプルを遮蔽するために建てられた鉛の城。鉛遮蔽の一種。

電離放射線の種類によって遮蔽材との相互作用の仕方は異なります。そのため、用途、放射線の種類、エネルギーに応じて異なる遮蔽技術が使用されます。

遮蔽は放射線の強度を低下させ、厚さの増加に伴ってその強度は増大します。線量は遮蔽材の厚さとともに指数関数的に減少します。材料の遮蔽値は通常、「半減層」と呼ばれるパラメータで示されます。これは、特定の放射線の種類（α、β、γなど）とエネルギーに対して、線量を半分にするために必要な厚さです。例えば、核シェルターの実用的な遮蔽体として、各層が当該放射線に対する遮蔽材の半減層と同じ厚さの土を10層重ねたものは、線量を元の強度の1/1024（つまり2 −10）に低減します。十分な厚さで使用すれば、ほとんどすべての材料が適切な放射線遮蔽効果を発揮します。

遮蔽材の有効性は一般に原子番号( Z ) とともに増大しますが、中性子遮蔽は例外で、中性子遮蔽は、ホウ素(例:ホウ酸)、カドミウム、炭素、水素の化合物などの中性子吸収剤や減速剤によってより容易に遮蔽されます。

グレーデッドZシールドは、異なるZ値（原子番号）を持つ複数の材料を積層したもので、異なる種類の電離放射線から保護するように設計されています。単一材料のシールドと比較して、同じ質量のグレーデッドZシールドは電子の透過を60%以上低減することが示されています。[ 18 ]これは衛星搭載の粒子検出器で一般的に使用されており、いくつかの利点があります。

  • 放射線障害からの保護
  • 検出器のバックグラウンドノイズの低減
  • 単一材料シールドに比べて質量が小さい

設計は様々ですが、典​​型的には高Z元素（通常はタンタル）から順に低Z元素（スズ、鋼、銅など）へと段階的に変化し、最終的にはアルミニウムで終わります。ポリプロピレンや炭化ホウ素などのさらに軽い材料が使用されることもあります。[ 19 ] [ 20 ]

典型的な傾斜Zシールドでは、高Z層が陽子と電子を効果的に散乱させます。また、ガンマ線も吸収し、X線蛍光を生成します。後続の各層は、前の材料のX線蛍光を吸収し、最終的にエネルギーを適切なレベルまで低下させます。エネルギーが低下するたびに、検出器のエネルギー閾値を下回る制動放射線とオージェ電子が生成されます。一部の設計では、アルミニウムの外層も含まれており、これは単に衛星の表皮となる場合もあります。生物学的シールドとしての材料の有効性は、散乱および吸収の断面積に関係しており、第一近似として、放射線源と保護対象領域の間の視線に沿って介在する単位面積あたりの材料の総質量に比例します。したがって、シールドの強度、つまり「厚さ」は、通常、g/cm 2の単位で測定されます。透過する放射線量は、シールドの厚さに比例して指数関数的に減少します。X線検査施設では、X線発生装置のある部屋の周囲の壁に鉛板などの鉛遮蔽材が使用されている場合や、石膏に硫酸バリウムが含まれている場合があります。検査技師は鉛ガラスのスクリーンを通して対象物を観察するか、対象物と同じ部屋にいなければならない場合は鉛エプロンを着用します。

粒子放射線

粒子線は、荷電粒子または中性粒子（荷電イオンと素粒子の両方）の流れから構成されます。これには、太陽風、宇宙線、原子炉内の中性子束が含まれます。

電磁放射

電磁放射は電磁波の放出で構成され、その特性は波長によって異なります。

  • X線とガンマ線は、重い原子核を持つ原子によって最もよく吸収されます。つまり、原子核が重いほど、吸収が良くなります。特殊な用途では劣化ウランやトリウム[ 22 ]が使用されますが、鉛の方がはるかに一般的で、数cmが必要になることもよくあります。硫酸バリウムも一部の用途で使用されます。ただし、コストが重要な場合は、ほぼ任意の材料を使用できますが、はるかに厚くする必要があります。ほとんどの原子炉では、多孔質のコンクリートを内部の冷却材から保護するために、内側に薄い水冷鉛の層がある厚いコンクリートシールドを使用してバイオシールドを作成します。コンクリートは、コンクリートの遮蔽特性を高めるために、重晶石や磁鉄鉱などの重い骨材を使用しても作られています。ガンマ線は、原子番号が大きく密度の高い物質によってよく吸収されますが、どちらの効果も、ガンマ線の経路にある面積あたりの総質量と比較すると重要ではありません。
  • 紫外線（UV）は、最も短い波長では電離しますが、透過性はありません。そのため、日焼け止め、衣類、保護眼鏡などの薄い不透明な層で遮蔽することができます。UVからの保護は、上記の他の放射線よりも簡単なため、多くの場合、個別に検討されます。

場合によっては、不適切な遮蔽が状況を悪化させる可能性があります。放射線が遮蔽材と相互作用し、生物に吸収されやすい二次放射線を発生させるからです。例えば、原子番号の大きい物質は光子の遮蔽には非常に効果的ですが、ベータ粒子の遮蔽に使用すると制動放射線X線の発生により被曝量が増える可能性があるため、原子番号の小さい物質の使用が推奨されます。また、中性子の遮蔽に中性子放射化断面積の大きい物質を使用すると、遮蔽材自体が放射性となり、遮蔽材がない場合よりも危険性が高まります。

個人用保護具

個人用防護具（PPE）には、放射性物質への被ばくによる重篤な疾患や傷害を防ぐために着用できる衣類やアクセサリーが含まれます。これらには、SR100（1時間防護）、SR200（2時間防護）などがあります。放射線は内部汚染と外部汚染の両方を通じて人体に影響を及ぼす可能性があるため、様々な放射線源からの放射線被ばくによる有害な影響から人体を守るための様々な防護戦略が開発されてきました。[ 23 ]内部放射線、外部放射線、高エネルギー放射線から身を守るために開発されたこれらの戦略のいくつかを以下に概説します。

内部汚染保護具

内部汚染防護具は、放射性物質の吸入および摂取から保護します。放射性物質が体内に沈着すると、体内の臓器や組織が直接放射線に被ばくすることになります。以下に説明する呼吸用保護具は、緊急作業員が放射能汚染の可能性がある環境に曝露される際に、放射性物質の吸入または摂取の可能性を最小限に抑えるように設計されています。

再利用可能な空気清浄呼吸器（APR）

  • 口と鼻の上に着用する弾性フェイスピース
  • フィルター、カートリッジ、キャニスターが含まれており、保護性能とろ過性能が向上します。

電動空気清浄呼吸器（PAPR）

  • バッテリー駆動のブロワーが空気清浄フィルターを通して汚染物質を強制的に排出します
  • 浄化された空気が正圧下でフェイスピースに送られる

給気呼吸器（SAR）

  • 固定された供給源からフェイスピースに供給される圧縮空気

補助脱出用呼吸器

  • 着用者を有害なガス、蒸気、煙、粉塵の吸入から保護します
  • 空気浄化型避難用呼吸器（APER）または自給式呼吸装置（SCBA）型呼吸器として設計可能
  • SCBA型避難用呼吸器には、呼吸用空気の供給源と、汚染された外気に対するバリアとなるフードが付属しています。

自給式呼吸装置（SCBA）

  • ホースを介して、非常に純粋で乾燥した圧縮空気をフルフェイスマスクに供給します。
  • 空気は環境に排出される
  • 生命と健康に直ちに危険となる環境（IDLH）に入るとき、またはIDLH雰囲気を排除するのに十分な情報がない場合は着用します。

外部汚染保護具

外部汚染防護具は、放射性物質が体外または衣服に付着するのを防ぐバリアとして機能する。以下に説明する皮膚防護具は、放射性物質が皮膚に物理的に触れるのを防ぐバリアとして機能するが、外部から透過する高エネルギー放射線から保護するものではない。

耐薬品性インナースーツ

  • 多孔質オーバーオールスーツ - エアロゾル、乾燥粒子、非有害性液体から皮膚を保護します。
  • 以下のものから皮膚を保護する非多孔性のオーバーオールです。
    • 乾燥粉末および固体
    • 血液媒介性病原体とバイオハザード
    • 化学物質の飛沫と無機酸/塩基エアロゾル
    • 有毒物質や腐食性物質による軽度の液体化学物質の飛散
    • 有毒な工業用化学物質および材料

レベルC相当：バンカーギア

  • 消防士の防護服
  • 耐炎性/耐水性
  • ヘルメット、手袋、フットギア、フード

レベルB相当：非気密密閉式スーツ

  • 健康に直ちに危険となる環境向けに設計されていますが、皮膚から吸収される物質は含まれていません。

レベルA相当：完全密閉型化学防護服および蒸気防護服

  • 健康に直ちに危険があり、皮膚から吸収される物質を含む環境向けに設計されています

外部透過放射線

低エネルギーX線などの低エネルギー放射線被曝に対する遮蔽には、多くの解決策があります。鉛エプロンなどの鉛遮蔽服は、患者と医師を日常の医療検査における潜在的に有害な放射線影響から保護することができます。必要な防護を提供するのに必要な遮蔽材はごくわずかであるため、低エネルギースペクトルの放射線から体の広い表面積を保護することは非常に現実的です。最近の研究では、銅遮蔽は鉛よりもはるかに効果的であり、放射線遮蔽の標準的な材料として鉛に取って代わる可能性が高いことが示されています。

ガンマ線などの高エネルギー放射線に対する個人防護は、全身を適切に防護するために必要な遮蔽材の質量が大きくなり、機能的な動作がほぼ不可能になるため、実現が非常に困難です。そのため、放射線感受性の高い内臓の部分的な遮蔽が最も現実的な防護戦略です。

高エネルギーガンマ線への強い被曝がもたらす直接的な危険は、不可逆的な骨髄損傷を伴う急性放射線症候群（ARS）です。選択的遮蔽の概念は、骨髄中に存在する造血幹細胞の再生能力に基づいています。幹細胞の再生能力により、被曝後に影響を受けていない幹細胞で体内を再生させるのに十分な量の骨髄を防護するだけで十分です。これは、白血病患者の一般的な治療である造血幹細胞移植（HSCT）にも適用されている同様の概念です。この科学的進歩により、高濃度の骨髄を遮蔽し、急性放射線症候群の造血サブ症候群の発生をはるかに高い線量まで遅らせる、比較的軽量な新しい防護具の開発が可能になりました。

一つの方法は、選択的遮蔽を適用して、腰部やその他の腹部の放射線感受性臓器に高濃度で蓄えられた骨髄を保護することです。これにより、救急隊員は放射線環境下でも安全に必要な任務を遂行できるようになります。[ 24 ]

放射線防護機器

校正された放射線防護機器を用いた実践的な放射線測定は、防護対策の有効性を評価し、個人が受ける可能性のある放射線量を評価する上で不可欠です。放射線防護用の測定機器には、「設置型」（固定位置に設置）と「可搬型」（手持ち式または持ち運び式）の両方があります。

設置された機器

設置型計測機器は、ある区域における放射線の危険性を評価する上で重要とされる位置に固定されます。設置型「エリア」放射線モニター、ガンマ線インターロックモニター、人員退出モニター、空気中粒子モニターなどがその例です。

エリア放射線モニターは、通常、X 線、ガンマ線、または中性子などの周囲の放射線を測定します。これらの放射線は、発生源から数十メートルを超える範囲でかなりの放射線レベルを持つ可能性があり、広い範囲をカバーすることがあります。

ガンマ線「インターロックモニター」は、高線量レベルが存在する場合に作業員が特定のエリアにアクセスできないようにすることで、作業員の過剰な被ばくを防ぐ用途で使用されます。このモニターは、プロセスアクセスを直接インターロックします。

空気汚染モニターは、放射性粒子の摂取や作業員の肺への沈着を防ぐために、周囲の空気中の放射性粒子の濃度を測定します。これらの機器は通常、局所的な警報を発しますが、多くの場合、統合安全システムに接続されており、工場内の区域から避難させたり、作業員が高濃度の空気中に立ち入ることを防ぐことができます。

職員退出モニター（PEM）は、「汚染管理区域」または汚染の可能性がある区域から退出する作業員を監視するために使用されます。これらは、手持ち式モニター、衣服検査プローブ、または全身モニターの形態をとります。これらは作業員の体表面と衣服をモニターし、放射性汚染物質の沈着の有無を確認します。一般的には、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、またはこれらの組み合わせを測定します。

英国国立物理学研究所は、電離放射線計測フォーラムを通じて、そのような機器の提供と使用される警報レベルの計算方法に関する優良実践ガイドを発行している。[ 25 ]

ポータブル機器

カッシーニ宇宙船の 3 つの放射性同位体熱電発電機 (RTG) のうちの 1 つの表面線量率を測定するために使用されている手持ち式電離箱調査計。

携帯型計測器は、手持ち式または持ち運び可能なタイプです。携帯型計測器は、一般的にサーベイメーターとして使用され、物体や人物を詳細に検査したり、設置された計測機器がない場所を評価したりします。また、作業員の退出監視や現場での作業員の汚染チェックにも使用できます。これらの計測器は、一般的にアルファ線、ベータ線、ガンマ線、またはこれらの組み合わせを測定します。

可搬型計測器とは、通常、恒久的に設置されるはずの計測器を、危険が予想される場所で継続的な監視を行うために一時的に設置する計測器です。このような計測器は、容易に設置できるよう台車に搭載されることが多く、一時的な運用状況に使用されます。

英国では、HSEが、関係するアプリケーションに適した放射線測定器を選択するためのユーザーガイダンスノートを発行しています。[ 26 ]これは、すべての放射線測定器技術を網羅しており、有用な比較ガイドです。

楽器の種類

一般的に使用される検出機器の種類をいくつか以下に示します。これらは固定監視と調査監視の両方に使用されます。

次の表は、放射線に関連する主な量と単位を示しています。

電離放射線関連量
量 ユニット シンボル 導出 年 SI相当
活動（A） ベクレルベクレル 秒−11974 SI単位
キュリーCi 3.7 × 10 10 秒−11953 3.7 × 10 10 ベクレル
ラザフォード道路 10 6 秒−11946 100万 ベクレル ​
露出（X） クーロン/キログラムC/kg 空気の C⋅kg −11974 SI単位
レントゲンR えす/0.001 293  gの空気 1928 2.58 × 10 −4  C/kg
吸収線量（D） グレーギ J ⋅kg −11974 SI単位
エルグ/グラム エルグ/グラム エルグ⋅グ−11950 1.0 × 10 −4 グレイ
ラドラド 100 エルグ⋅グ−11953 0.010グレイ
等価線量（H） シーベルトスヴェト J⋅kg −1 × W R1977 SI単位
レントゲン当量男性レム 100 erg⋅g −1 × W R1971 0.010シーベルト
実効線量（E） シーベルトスヴェト J⋅kg −1 × W R × W T1977 SI単位
レントゲン当量男性レム 100 erg⋅g −1 × W R × W T1971 0.010シーベルト
いくつかの電離放射線単位間の関係[ 27 ]

宇宙船の放射線の課題

ロボット宇宙船も有人宇宙船も、宇宙空間の高放射線環境に耐えなければなりません。太陽やその他の銀河系源から放射され、放射線「ベルト」に閉じ込められた放射線は、医療用X線や地球上で通常経験する通常の宇宙放射線などの放射線源よりも危険で、数百倍も強力です。[ 28 ]宇宙に存在する強力な電離粒子が人体組織に衝突すると、細胞に損傷を与え、最終的には癌を引き起こす可能性があります。

放射線防護の一般的な方法は、宇宙船や機器の構造物（通常はアルミニウム）による物質遮蔽であり、高エネルギー陽子や宇宙線イオンが主な懸念事項となる有人宇宙飛行では、ポリエチレンで補強される場合もあります。木星探査や中軌道（MEO）などの高電子線量環境における無人宇宙船では、原子番号の高い物質による追加遮蔽が効果的です。長期有人ミッションでは、液体水素燃料と水の優れた遮蔽特性を活用できます。

NASA宇宙放射線研究所は、陽子または重イオンのビームを生成する粒子加速器を利用しています。これらのイオンは、宇宙線源や太陽によって加速される典型的なイオンです。イオンビームは100メートル（328フィート）の輸送トンネルを通って、37平方メートル（400平方フィート）の遮蔽された標的ホールへと移動します。そこで、標的は生物サンプルまたは遮蔽材料である可能性があります。[ 28 ] 2002年のNASAの研究では、ポリエチレンや水などの水素含有量の高い材料は、アルミニウムなどの金属よりも一次放射線と二次放射線を大幅に低減できることが判明しました。[ 29 ]この「受動遮蔽」方法の問題点は、材料内での放射線相互作用によって二次放射線が発生することです。

アクティブシールド、すなわち磁石、高電圧、あるいは人工磁気圏を用いて放射線を減速または偏向させる方法は、放射線対策として実現可能な手段となる可能性があると考えられてきた。しかしながら、アクティブシールド装置のコスト、電力、重量は、その利点を上回っている。例えば、アクティブ放射線装置は、それを収容するための居住可能な容積を必要とし、また、磁気および静電構成は強度が均一ではないことが多く、地球の双極磁場のカスプのような低強度部分から高エネルギー粒子が磁場および電場を透過してしまう可能性がある。2012年現在、NASAはアクティブシールドへの応用の可能性を探るため、超伝導磁気構造の研究を行っている。 [ 30 ]

初期の放射線の危険性

1896年、初期のクルックス管X線装置を使用している。一人の男性が蛍光透視装置で自分の手を観察し、管からの放射光を最適化する。もう一人は頭を管に近づけている。予防措置は講じられていない。
1936 年にハンブルクの聖ゲオルク病院に建立された「万国の X 線およびラジウム殉教者記念碑」 。初期の放射線医学従事者 359 名を記念しています。

放射能と放射線の危険性はすぐには認識されませんでした。1895年のX線の発見は、科学者、医師、発明家による広範な実験につながりました。1896年には早くも多くの人が技術誌で火傷、脱毛、そしてそれ以上の症状の話を語り始めました。同年2月、ヴァンダービルト大学のダニエル教授とダドリー博士は、ダドリーの頭部にX線を照射する実験を行い、その結果、彼は脱毛しました。コロンビア大学卒業生のH.D.ホークス博士は、X線撮影のデモンストレーション中に彼が手と胸に重度の火傷を負ったと報告し、これがElectrical Review誌に掲載された多くの報告の始まりとなりました。[ 31 ]

トーマス・エジソン研究所のエリヒュー・トムソン、ウィリアム・J・モートン、ニコラ・テスラなど多くの実験者も火傷を報告しています。エリヒュー・トムソンは、指をX線管に一定時間さらし、痛み、腫れ、水ぶくれを経験しました。[ 32 ]紫外線やオゾンなど、他の要因も火傷の原因であるとされることもありました。[ 33 ]多くの物理学者は、X線被曝による影響は全くないと主張しました。[ 32 ]

ウィリアム・ハーバート・ロリンズは、 1902年という早い時期に、X線の不注意な使用に伴う危険性についての自身の警告が産業界にも同僚にも無視されていることを、ほとんど絶望的に記していました。この頃には、ロリンズはX線が実験動物を殺し、妊娠中のモルモットを流産させ、胎児を死なせる可能性があることを証明していました。[ 34 ]彼はまた、「動物はX線の外部作用に対する感受性が異なる」ことを強調し、患者をX線で治療する際にはこれらの違いを考慮する必要があると警告しました。

放射線の生物学的影響が明らかになる以前、多くの物理学者や企業が、暗闇で光る顔料の形で放射性物質を特許医薬品として販売し始めました。例えば、ラジウム浣腸や、強壮剤として飲むラジウム含有水などがその例です。マリー・キュリーは、放射線が人体に与える影響は十分に理解されていないとして、この種の治療法に抗議しました。キュリーは後に、おそらく電離放射線被曝が原因と思われる再生不良性貧血で亡くなりました。1930年代には、ラジウム治療に熱心だった人々が骨壊死を起こし死亡するケースが相次ぎ、ラジウム含有医薬品は市場からほぼ撤退しました（放射性偽医療）。

参照

参考文献

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