実効線量（放射線）

実効線量とは、国際放射線防護委員会（ICRP）の放射線防護システムにおける線量量である。^[1]

これは、人体の指定されたすべての組織と臓器における等価線量の組織加重合計であり、低レベルの電離放射線による癌誘発と遺伝的影響の確率である全身への確率的健康リスクを表します。^{[2] [3]}これは、放射線の種類と照射される各臓器または組織の性質を考慮に入れ、内部および外部のさまざまなレベルと種類の放射線による臓器線量を合計して、全体の計算実効線量を生成することを可能にします。

実効線量のSI単位はシーベルト（Sv）で、がんを発症する確率は5.5％です。^[4]実効線量は、確実に起こる急性組織損傷の重症度であり、吸収線量によって測定される確定的な健康影響の尺度として意図されたものではありません。^[5]

実効線量の概念はヴォルフガング・ヤコビによって開発され、1975年に発表されました。その概念は非常に説得力があったため、ICRPは1977年の一般勧告（出版物26）に「実効線量当量」として取り入れました。^[6]「実効線量」という名称は1991年に「実効線量当量」という名称に取って代わりました。 ^{[7] 1977年以来、実効線量はICRPの国際}放射線防護システムにおける線量制限の中心的な量となっています。^[1]

ICRPによれば、実効線量の主な用途は、放射線防護の計画と最適化のための予測線量評価と、規制目的の線量限度の遵守の証明である。したがって、実効線量は規制目的の中心的な線量量である。^[8]

ICRPはまた、実効線量により、さまざまな種類の外部放射線による全身および部分的な被ばくと放射性核種の摂取による線量を合計することが可能となり、放射線防護に大きく貢献したと述べています。^[9]

人体の部分的または不均一な照射には実効線量の計算が必要です。等価線量は照射された組織ではなく、放射線の種類のみを考慮するためです。さまざまな体の組織が電離放射線に対してさまざまな方法で反応するため、ICRP は特定の組織と臓器に感度係数を割り当て、照射された領域がわかっている場合に部分照射の影響を計算できるようにしました。^[10] 体の一部のみを照射する放射線場は、同じ放射線場が全身を照射する場合よりもリスクが低くなります。これを考慮して、照射された体の構成部分の実効線量が計算され、合計されます。これが全身の実効線量、線量量Eになります。これは計算できる「防護」線量量ですが、実際には測定できません。

実効線量は、それがどこに照射されたかに関係なく、全身に対して同じ実効リスクをもたらし、全身に均一に照射された同じ量の等価線量と同じ実効リスクをもたらします。

実効線量は、放射性物質の吸入、摂取、または注射によって生じる内部線量である 預託線量に対して計算できます。

使用される投与量は次のとおりです。

預託実効線量 E( t )は、預託臓器または組織等価線量と適切な組織加重係数WT_の積の合計であり、tは摂取後の積分時間（年数）である。預託期間は成人の場合は50年、小児の場合は70歳とされる。^[11]

電離放射線は照射される物質にエネルギーを蓄積します。これを表すのに使用される量は吸収線量であり、入射放射線のレベルと照射される物体の吸収特性に依存する物理的な線量です。吸収線量は物理的な量であり、生物学的影響の十分な指標ではないため、確率的な放射線リスクを考慮できるように、吸収線量の生物学的影響を計算するための線量量である等価線量と実効線量が国際放射線単位測定委員会(ICRU) と ICRP によって考案されました。

実効線量を得るために、計算された臓器吸収線量D _{Tは、まず係数}W _{R を}使用して放射線の種類に対して補正され、照射された体組織が受ける等価線量H _{Tの加重平均が得られます。そして、その結果は係数}W _{T を}使用して照射される組織または臓器に対してさらに補正され、実効線量Eが生成されます。

体のすべての臓器と組織への実効線量の合計が、全身の実効線量を表します。体の一部のみが照射された場合、実効線量の計算にはその領域のみが使用されます。組織加重係数の合計は 1.0 になるため、体全体が均一に透過する外部放射線で照射された場合、全身の実効線量は全身の等価線量と等しくなります。

ICRP 組織加重係数は添付の表に示されており、吸収線量または等価線量から計算するために使用される式も示されています。

骨髄などの一部の組織は放射線に対して特に敏感であるため、体重に占める割合に比べて不釣り合いに大きい加重係数が割り当てられます。硬い骨の表面などの他の組織は放射線に対して特に鈍感であるため、不釣り合いに低い加重係数が割り当てられます。

等価線量から計算すると：

${\displaystyle E=\sum _{T}W_{T}\cdot H_{T}=\sum _{T}W_{T}\sum _{R}W_{R}\cdot {\overline {D}}_{T,R}}$。

吸収線量から計算すると：

${\displaystyle E=\sum _{T}W_{T}\sum _{R}W_{R}\cdot {\frac {\displaystyle \int _{T}D_{R}(x,y,z)\rho (x,y,z)dV}{\displaystyle \int _{T}\rho (x,y,z)dV}}}$

どこ

${\displaystyle E}$生物全体に対する実効線量である

${\displaystyle H_{T}}$組織Tに吸収される等価線量である

${\displaystyle W_{T}}$規制によって定義された組織加重係数である

${\displaystyle W_{R}}$規制で定められた放射線加重係数である

${\displaystyle {\overline {D}}_{T,R}}$は、放射線の種類Rによる組織Tの質量平均吸収線量である。

${\displaystyle D_{R}(x,y,z)}$場所の関数としてのR型放射線からの吸収線量である。

${\displaystyle \rho (x,y,z)}$密度は場所の関数として表される

${\displaystyle V}$ボリュームは

${\displaystyle T}$関心のある組織または臓器

ICRP 組織加重係数は、特定の組織に起因する健康リスクまたは生物学的影響の割合を表すために選択されます。これらの加重係数は、上の図に示すように 2 回改訂されています。

米国原子力規制委員会は、 ICRPのその後の改訂勧告にもかかわらず、依然として1977年のICRPの組織加重係数を規制に使用している。^[15]

電離放射線は一般に生物に有害で、致死的となる可能性もありますが、がんや甲状腺中毒症の治療のための放射線療法では健康上の利点があります。最も一般的な影響は、被曝後数年または数十年の潜伏期間を伴うがんの誘発です。高線量は、視覚的に劇的な放射線火傷や、急性放射線症候群による急速な死亡を引き起こす可能性があります。制御された線量は、医療用画像診断および放射線療法に使用されます。

1999年の英国電離放射線規制では、実効線量という用語の使用法を次のように定義しています。「実効線量とは、外部放射線による全身への実効線量と内部放射線による預託実効線量の合計を意味します。」^[19]

米国原子力規制委員会は、 ICRP 実効線量と同様の量を指すために、米国の規制システムで古い用語である実効線量当量を維持しています。NRC の総実効線量当量(TEDE) は、外部実効線量と内部預託線量、つまりすべての線量源の合計です。

米国では、全身外部被ばくによる累積等価線量は、通常、定期的な線量測定報告書で原子力エネルギー作業者に報告されます。

• 深部線量当量（DDE）は、正確には全身等価線量である。
• 浅線量当量（SDE）は、実際には皮膚への実効線量である。

実効線量の概念は、1975年にヴォルフガング・ヤコビ（1928–2015）が著書「実効線量の概念：臓器線量の組み合わせに関する提案」で導入されました。^{[6] [20]}これは1977年にICRPの出版物26に「実効線量当量」としてすぐに取り入れられました。1991年にICRP出版物60でその名称が「実効線量」に短縮されました。^{[21]この量は以前の名称のため誤って「線量当量」と呼ばれることがあり、その誤った名称が今度は}等価線量との混同を引き起こしています。組織加重係数は新しいデータにより1990年と2007年に改訂されました。

2015年10月に開催されたICRP第3回放射線防護システムに関する国際シンポジウムにおいて、ICRPタスクグループ79は「リスク関連放射線防護量としての実効線量の使用」について報告しました。

これには、等価線量を独立した防護量として使用することを中止するという提案も含まれていた。これにより、等価線量、実効線量、線量当量の混同が避けられ、眼の水晶体、皮膚、手足への確定的影響を制限するために、吸収線量（グレイ）をより適切な量として使用することになる。^[22]

また、実効線量を医療検査によるリスクの大まかな指標として使用できることも提案されました。これらの提案は、以下の段階を経る必要があります。

• ICRP委員会での議論
• タスクグループによる報告書の改訂
• 委員会と本委員会による再検討
• パブリックコンサルテーション

• 放射能
• 集団線量
• 総実効線量当量
• 深線量当量
• 線量面積積
• 累積線量
• 預託線量当量
• 預託実効線量当量

MA Boyd. 「放射線量測定の紛らわしい世界 - 9444」(PDF)。米国環境保護庁。2016年 12 月 21 日のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2014年 5 月 26 日閲覧。 – 米国とICRPの線量測定システムの時系列的な違いの説明