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外部被曝におけるベクレルとシーベルトの計算式(by IAEA)

時間に追われる中、前から引き延ばしにしたままの放射線記事を、軽く

き上げておこう。原発事故から5ヶ月半経っても需要の多い話、ベクレルと

シーベルトの関係だ。

    

この問題については、3月半ばにアップしたロングセラー記事、「シーベルト、

グレイ、ベクレル~放射線・放射能の単位について」で扱って以降も、度々

言及して来たが、ベクレル(放射能)とシーベルト(放射線量、正確には実

効線量)の「物理的な関係式」(吸入や飲食を除く)については、一度も

いてなかった。と言うのも、今の日本の状況だと、あまり実用的な話では

ないからだ。実際、マスメディアで正確に報じられることも(ほとんど)ない。

              

たとえば、当サイトへの検索アクセスを見てると、「○○ベクレルは何シーベ

ルトか?」といった質問文をよく見かける。これが、「○○ベクレルの放射性

物質を体内に取り込むと何シーベルトの『内部』被曝なのか」という意味なら、

かなり実用的な話で、もちろん当サイトでも度々書いて来た。身体の内部

で、長時間、至近距離から放射線を浴びることが避けられないからこそ、

重要な問題なのだ。

                 

例えば、Cs137(質量数137のセシウム)なら、関係式は次の通り。

       

 Bq(ベクレル数)×0.013(実効線量係数)=μSv(マイクロシーベルト)

    

ただし、こうして求めたシーベルトは、成人飲食した場合の50年分

被曝量(経口摂取による預託実効線量)で、子供だと別だし(年齢に応じて

不規則な変化)、1年分なら少し減る(以前のセシウム牛肉の記事を参照)。

ベクレルに掛け合わせる実効線量係数は、ヨウ素131なら0.022セシ

ウム134なら0.019が、現在よく使われてる数字だ(別の説については、

以前のシーベルト記事参照)。

   

                 

         ☆           ☆          ☆

それに対して、「○○ベクレルは何シーベルトか」という質問が『外部』被曝

に関するものなら、多くの市民にとって、ほとんど実用性はない。これはた

とえば、セシウム牛肉の「売り場」を通り過ぎるとどれだけの放射線を浴

びるか、というような話で、あまりに小さい値だからだ。そうでなければ、テ

レビでいわゆる「ホットスポット」(空間線量が異常に高い場所)の測定な

ど、気軽にするはずはない。

     

ただ、原発事故の現場処理の作業者とか、福島県の一部地域の住民に

とっては、小さい値とは限らないし、純粋に物理的・科学的な興味を持つ

人もいるだろう。あるいは、一部には、福島から来た人や物に近づくと危

ないような気がしてる人もいるようだ。心情的な側面もあるだろうが、

確な知識があれば、そういった誤解や偏見を持つこともないと思う。

    

そこで、以下では、信頼できる公の文書を参照して、外部被曝における

ベクレルとシーベルトの関係を解説し、具体的に計算してみよう。ポイン

は、放射性物質との距離、接近時間遮蔽物(普通は空気)、これら3

つの要素だ。いわゆる距離の「逆二乗法則」、たとえば距離が3倍にな

れば線量は9分の1になるといった話を、厳密に定式化したものだと言っ

てもいいだろう。ちなみに逆2乗法則の基本的な話については、3月に

既に記事をアップしてある。

              

     

         ☆           ☆         ☆  

出典は、IAEA(国際原子力機関)2000年の文書、「放射線緊急事

態時の評価および対応のための一般的手順」(Generic Procedures

for Assessment and Response during Radiological Emergency)。この

日本語訳が、国の唯一の研究機関とされる放射線医学総合研究所

よって、pdfファイルで公開されている。英語原文も簡単にダウンロード

可能だが、以下では基本的に邦訳を使用し、英語原文は補助的に示

すことにしよう。

              

全185ページの本格的文書の中盤、81ページから始まる「セクション

E 線量評価」の冒頭は、総実効線量を求める簡単な足し算になってる。

邦訳に続いて、参考までに原文も挿入しておこう。まさか著作権を問われ

ることはないと確信している。

      

110826a

     

110826a2

      

    

要するに、全放射線量=外部被曝+内部被曝(呼吸&飲食)という当た

り前の話だ。ここから、「外部放射線からの実効線量」(つまり外部被曝)

を求める話へと移行する。もっとも基本的な、「点状線源」(狭い空間に集

まった放射性物質)の場合、その関係式は、次の通りだ。

    

110826b

    

110826b2

      

これを見ると、線量ベクレル数(A)や被曝時間(T)に比例し、距離(X)

の2乗に反比例してるのが分かるだろう。表E1の換算係数というのは、

Cs137の場合、6.2×(10の-8乗)。Cs134なら、1.6×(10の

-7乗)、I (ヨウ素)131なら、3.9×(10の-8乗)だ。

         

また、「半価層」とは、線量を半分(0.5)にしてくれるような遮蔽物の厚み

のことで、物の種類によって異なるが、表E2で「大気」の項目を見ると、

Cs137なら0(ゼロ)とされている。これは0.99cm未満という意味だから、

多めに1.0としとけば十分だ。式の右上、「0.5」の部分は、遮蔽の効果

を示している。例えば半価層の3倍の「遮蔽厚」の遮蔽物があれば、0.5

の3乗倍、つまり0.125倍(=1/8)まで線量が減ることを示すわけだ。

         

            

          ☆          ☆          ☆ 

では最後に、具体的な外部被曝の実効線量を計算してみよう。4000ベ

クレル(=4kBq)の放射能を持つ牛肉から1m(=100cm)の場所に、

6分(=0.1時間)いたとすると、上の公式を用いて、次のように計算で

きる。公式の指定に合わせた単位の取り方に、注意して頂きたい。

       

110826c2

    

これは要するに、ほとんどゼロということだ。この計算で大きい役割を果た

してるのは遮蔽の部分で、これを考え合わせるなら、線量は距離の逆2乗

よりも更に小さいことになる。ただし、これについては元の文書に、「遮蔽

は考慮できるが過小評価になるかも知れない」といった内容の話や、「

蔽を無視するためには遮蔽厚をゼロに設定する」という文も書かれてる。

        

そこで、遮蔽を無視して計算し直すと、2.5×(10の-5乗)μSv

つまり、0.000025マイクロシーベルトとなって、ほんの僅かに意味の

ある数字となる。とはいえ、セシウム牛肉を大量に取扱った業者でさえ、

この10万倍程度の被曝だろうから、ほとんど実害は無いはずだ。

         

なお、原発の事故現場では、放射性物質が空気中(つまり身体のすぐ近

く)に大量に浮遊している可能性があるので、距離遮蔽厚ゼロに近

づくし、ベクレル数桁違いに上がる。すると、実効線量は数ミリ~数百

ミリシーベルトの危険域にまで達してしまうわけだ。もちろん、外部被曝以

外に、吸入による内部被曝も相当あるだろう。したがって、高性能な防護

服(つまり遮蔽物)に身をつつみ、時間を短く制限することになる。

         

      

          ☆          ☆         ☆    

「ベクレル 危険度」とか、「ベクレル 危険値」といった感じの検索アクセ

スがよくあるが、ベクレルの値だけでは、危険かどうか分からない。放射

物質の種類、距離、時間、遮蔽物に応じて、個別に計算・判断する必

要があるのだ。放射線の話は、きわめて定量的なものであって、しかも

計算の多くは単純な算数レベル。今こそ、目を背けず、みんなが正面か

ら向き合うべき事だろう。

      

それでは、今日はこの辺で。。☆彡

      

     

       ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・

cf.原発から各地までの距離と、放射線の年間総量(by文科省データ)

  放射線(放射能)の危険性と距離~2つの逆二乗法則(情報源明示)

  シーベルト、グレイ、ベクレル~放射線・放射能の単位について

  雨の長距離ランニングで浴びた放射性物質の計算(by定時降下物データ)

  体内摂取した物質の放射線量の計算~物理学的・生物学的半減期

  原発事故評価レベル7と、セシウムのヨウ素換算値の計算(by INES)

  福島原発レベル7の基準を読む~INES(国際原子力・放射線事象評価尺度)

  福島原発によるガン発生の厳しい試算~欧州放射線リスク委員会

  なぜセシウムのヨウ素換算値は40倍か~放射性物質の計算理論(by INES)

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                    ~東電社員の息子・ゆうだい君への応答

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  福島のスギ花粉の放射能による内部被曝の計算式(by林野庁)

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  WHO(世界保健機関)による被曝線量の推定(全国、年代・経路別

  確率的影響と確定的影響~放射線被曝の二分法の再考

  義務教育における放射線・放射能~中学校・理科の教科書&副読本

     

                                 (計 3834文字)

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