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線形無閾値モデル（LNT）は、放射線防護において、電離放射線への曝露による放射線誘発がん、遺伝子変異、催奇形性などの確率的健康影響を推定するために用いられる線量反応モデルです。このモデルは、生物学的影響の観察がより困難な非常に低い線量においても、線量と健康影響の間に線形関係があると仮定しています。LNTモデルは、線量がどれほど低くても、電離放射線への曝露はすべて有害であり、その影響は生涯にわたって累積的であることを示唆しています。
LNTモデルは、放射線の影響から身を守るための規制線量制限を設定する公衆衛生政策を策定する際の基礎として、規制機関によって一般的に使用されています。しかし、LNTモデルの妥当性には異論があり、他のモデルも存在します。例えば、ごくわずかな被ばくは無害であると仮定する閾値モデル、ごくわずかな線量の放射線は有益であるとする放射線ホルミシスモデル、そして超線形モデルなどです。LNTモデルが放射線に対する不合理な恐怖を生み出した可能性があると主張されています。[ 1 ] [ 2 ]
科学団体や政府の規制機関は、特に最適化の目的でLNTモデルの使用を概ね支持している。しかし、一定レベル以下の線量による健康影響の推定には注意が必要だと警告する意見もある（§ 「論争」を参照）。
確率的健康影響とは、偶然に発生し、その確率は線量に比例するが、その重症度は線量に依存しない健康影響のことである。[ 3 ] LNTモデルは、確率的影響が始まる下限閾値は存在しないと仮定し、線量と確率的健康リスクの間には線形関係があると仮定している。言い換えれば、LNTは、放射線はどんなに小さい線量レベルでも害を及ぼす可能性があり、非常に小さい被ばくを複数回繰り返すと、同じ線量値の単一の大きな被ばくと同様に確率的健康影響を引き起こす可能性があると仮定している。[ 1 ]対照的に、決定論的健康影響とは、急性放射線症候群など、組織損傷によって引き起こされる放射線誘発性影響のことである。決定論的影響は、閾値線量を超えると確実に発生し、その重症度は線量とともに増加する。[ 4 ]本質的な違いがあるため、LNTは決定論的影響のモデルではなく、決定論的影響は他のタイプの線量反応関係によって特徴付けられる。
LNTは、疫学研究によってその適用が支持されている高線量だけでなく、予測統計的信頼性が低い線量領域である低線量においても、放射線誘発がんの確率を計算する一般的なモデルです。[ 1 ]それにもかかわらず、原子力規制委員会（NRC）などの規制機関は、多くの公衆衛生政策に見られるように、確率的健康影響から保護するための規制線量制限の根拠としてLNTを一般的に使用しています。LNTモデルが小線量被ばくの現実を記述しているかどうかは議論があり、放射線防護規制を設定するためにNRCが使用するLNTモデルに対する異議申し立てが提出されました。[ 2 ] NRCは2021年に、「LNTモデルの使用中止の要求を裏付ける適切な根拠が提示されていない」として、これらの請願を却下しました。[ 5 ]
その他の線量モデルには、ごくわずかな被ばくは無害であると仮定する閾値モデルと、ごくわずかな線量の放射線は有益であると主張する放射線ホルミシスモデルがあります。現在のデータは決定的ではないため、科学者の間ではどのモデルを使用すべきかについて意見が分かれていますが、ほとんどの国内外の癌研究機関は、低線量放射線被ばくの規制にLNTを明確に支持しています。このモデルは、低レベルの放射性汚染の集団線量の癌効果を定量化するために使用されることがありますが、これは議論の的となっています。このような慣行は、 2007年以来、国際放射線防護委員会によって批判されています。[ 6 ] [ 1 ]
放射線被ばくと癌との関連性は、ヴィルヘルム・レントゲンによるX線の発見とアンリ・ベクレルによる放射能の発見から6年後の1902年には既に観察されていた。[ 8 ] 1927年、ヘルマン・ミュラーは放射線が遺伝子変異を引き起こす可能性があることを示した。[ 9 ]彼はまた、突然変異が癌の原因であると示唆した。[ 10 ]ギルバート・N・ルイスとアレックス・オルソンは、ミュラーによる放射線が突然変異に及ぼす影響の発見に基づいて、1928年に生物進化のメカニズムを提案し、ゲノム突然変異は宇宙線と地球放射線によって誘発され、そのような突然変異は放射線量に比例して発生する可能性があるという考えを初めて導入した。[ 11 ]その後、ミュラーの研究室を含むさまざまな研究室が、突然変異頻度の明らかな線形線量反応を実証した。[ 12 ] 1946年に放射線の突然変異誘発効果に関する研究でノーベル賞を受賞したミュラーは、ノーベル賞受賞講演「突然変異の発生」の中で、突然変異頻度は「照射量に直接的かつ単純に比例する」ものであり、「閾値線量は存在しない」と主張した。[ 13 ]
初期の研究は高レベルの放射線に基づいていたため、低レベルの放射線の安全性を確立することは困難でした。実際、初期の科学者の多くは、耐性レベルが存在し、低線量の放射線は有害ではない可能性があると考えていました。[ 8 ] 1955年の低線量放射線に曝露されたマウスに関する後の研究では、マウスが対照動物よりも長生きする可能性が示唆されています。[ 14 ]広島と長崎への原爆投下後、放射線の影響への関心が高まり、生存者を対象とした研究が行われました。低線量放射線の影響に関する説得力のある証拠を得ることは困難でしたが、1940年代後半までに、数学的に単純であることから、LNTの考え方がより普及しました。1954年、米国放射線防護測定協議会（NCRP）は、最大許容線量。1958年、国連原子放射線影響科学委員会（UNSCEAR）はLNTモデルと閾値モデルを評価したが、「個人または大規模集団における低線量とその影響の相関関係に関する信頼できる情報」を得ることが困難であると指摘した。米国議会合同原子力委員会（JCAE）も同様に、被ばくの閾値または「安全な」レベルが存在するかどうかを確立できなかったが、それでも「合理的に達成可能な限り低く」（ALARA）の概念を導入した。ALARAは、LNTの妥当性を暗黙のうちに受け入れる放射線防護政策の基本原則となった。1959年、米国連邦放射線評議会（FRC）は、最初の報告書で、低線量領域へのLNT外挿の概念を支持した。[ 8 ]
1970年代までに、LNTモデルは多くの機関によって放射線防護の実践における標準として受け入れられるようになった。[ 8 ] 1972年、入手可能な査読済み文献を検討した専門家パネルである米国科学アカデミー（NAS）の電離放射線の生物学的影響（BEIR）の最初の報告書は、実用的な観点からLNTモデルを支持し、「X線とガンマ線の線量効果関係は線形関数ではないかもしれないが、線形外挿の使用はリスク推定の基礎として実用的な観点から正当化される可能性がある」と指摘した。2006年の第7次報告書であるNAS BEIR VIIでは、「委員会は、情報の大部分は低線量であっても何らかのリスクがあることを示していると結論付けている」と記している。[ 15 ]
米国保健物理学会は、LNTモデルの起源に関するドキュメンタリーシリーズを公開している。[ 16 ]
放射線予防措置により、太陽光の紫外線成分のため、あらゆる日光曝露量において日光は発がん性物質としてリストアップされており、予防的LNTモデルに従って安全な日光曝露レベルは提案されていません。オタワ大学がワシントンDCの保健福祉省に提出した2007年の研究によると、安全な日光曝露レベルを決定するのに十分な情報はありません。[ 17 ]
線形無閾値モデルは、環境放射線への曝露によって引き起こされる超過死亡数の予測に用いられ、公共政策に大きな影響を与える。このモデルは、あらゆる放射線放出を死亡者数に換算し、例えばラドン検出の結果として放射線被ばく量が減少した場合を、救命数に換算する。線量が非常に低い場合、このモデルは人口のごく一部にしか新たな癌が発生しないと予測するが、人口が多い場合は、死亡者数は数百人から数千人に及ぶと予測される。
線形モデルは、放射線被ばくの許容最大値を設定するために、保健物理学において長年使用されてきた。
2025年、ドナルド・トランプは、線形無閾値モデルとALARA原則に代わる「確定放射線制限」の導入を提案する大統領令を発令した。 [ 18 ]これらの変更は、米国の新規原子力発電所の認可要件を緩和するために提案された。[ 19 ]
LNTモデルは多くの科学者によって異議を唱えられてきた。[ 1 ]このモデルの初期の提唱者であるヘルマン・ヨーゼフ・ミュラーは、 1946年のノーベル賞受賞講演でこのモデルを擁護した際、LNTモデルを支持しない初期の研究を意図的に無視したと主張されている。[ 20 ]
超高線量放射線療法では、当時、放射線が妊娠異常の発生率を生理的に増加させる可能性があることが知られていました。しかし、ヒトの被ばくデータと動物実験では、「臓器の奇形は閾値線量を伴う決定論的効果である」ことが示唆されており、閾値線量以下では発生率の増加は観察されません。[ 21 ] 1999年のチェルノブイリ事故と催奇形性（先天異常）の関連性に関するレビューでは、「チェルノブイリ事故による放射線誘発性催奇形性効果に関する実質的な証拠はない」と結論付けられています。[ 21 ]人体には、低線量の発がん物質への被ばくによる発がんから身を守るための、 DNA修復やプログラム細胞死などの防御機構があると主張されています。[ 22 ]しかし、これらの修復機構はエラーを起こしやすいことが知られています。[ 5 ]
2011年の細胞修復メカニズムに関する研究は、線形無閾値モデルに反する証拠を裏付けている。[ 23 ]この研究は、米国科学アカデミー紀要に掲載されており、著者らによれば、「電離放射線のリスクは線量に比例するという一般的な仮定にかなりの疑問を投げかけている」。
2011年に発表された、診断時の被ばくとラドンによる自然背景被ばくの両方を含む電離放射線被ばく後の小児白血病に関する研究のレビューでは、既存のリスク要因であるシーベルト当たりの過剰相対リスク（ERR/Sv）は、低線量または低線量率被ばくに「広く適用可能」であると結論付けられているが、「この推定値に関連する不確実性は相当大きい」とも述べられている。この研究ではまた、「疫学研究では、一般的に、自然背景放射線が小児白血病のリスクに及ぼす影響を検出できていない」とも指摘している[ 24 ] 。
電離放射線のリスクについては、多くの専門家による科学パネルが招集されてきました。そのほとんどはLNTモデルを明確に支持しており、2005年のフランス科学アカデミーの報告書を除いて、閾値の証拠が存在するという結論には至っていません。[ 25 ] [ 26 ]低線量での健康影響の不確実性を考慮して、いくつかの組織は、以下に示すように、特定の線量以下（一般的には自然背景線量以下）での健康影響の推定に警告を発しています。
現在の科学水準に基づき、NRCは、低線量放射線に関連する実際のリスクレベルは依然として不確実であり、INWORKS研究などの一部の研究では、低線量放射線によるリスクが少なくともある程度存在すると結論付けています。さらに、現在の科学水準では、閾値の説得力のある証拠は提供されておらず、これは、そのような証拠が存在すると結論付けた国内外の権威ある科学諮問機関が存在しないという事実によって強調されています。したがって、前述の諮問機関の表明された立場、NCI、NIOSH、およびEPAのコメントと勧告、2015年10月28日のACMUIの勧告、およびNRC自身の専門的かつ技術的な判断に基づき、NRCは、LNTモデルが、一般市民と職業従事者の両方に対する不必要な放射線被ばくのリスクを最小限に抑えるための健全な規制上の根拠を提供し続けていると判断しました。したがって、NRCは、職業従事者と一般市民に対する線量限度を10 CFRパート20の放射線防護規則に維持します。
低線量の電離放射線による刺激的なホルミシス効果が、放射線被曝による潜在的な有害作用を上回るほど、人間の健康に大きな利益をもたらすという仮定は、現時点では根拠がない。
科学的研究に基づくと、低レベルの電離放射線が無害または有益であると証明できるような、曝露量の閾値は存在しないことが示されている。
リスクモデルの根底には、膨大な疫学的および放射線生物学的データが存在する。一般的に、これら2つの研究分野の結果は、低線量の放射線によって照射された組織に癌を誘発するリスクが、その組織への線量に比例するという、線形無閾値線量（LNT）反応モデルと一致している。
委員会は、突然変異と染色体異常が発がんにおいて果たす役割に関する確固たる知見を踏まえると、リスク推論に非閾値モデルを用いることには依然として十分な正当性があると結論付けた。とはいえ、放射線が作用する可能性のある方法によっては、放射線がんリスクを推論するために線形線量反応モデルを用いることの妥当性を再評価する必要が生じるかもしれない。
いくつかの組織は、一定レベル以下の放射線被ばくによるリスクを推定するために、線形無閾値モデルを使用することに警告を発している。
結論として、本報告書は、低線量（100 mSv未満）の発がんリスク評価にLNTを用いることの妥当性、特に超低線量（10 mSv未満）のリスク評価に用いることの妥当性に疑問を投げかけるものである。LNTの概念は、10 mSvを超える線量に対する放射線防護規則を評価するための実用的なツールとなり得るが、現在の生物学的知見に基づく概念ではないため、特に欧州指令97-43によって放射線科医に課せられた利益・リスク評価においては、低線量、特に超低線量（10 mSv未満）に関連するリスクを外挿によって評価する際に、何の注意も払わずに用いるべきではない。
保健物理学会は、自然放射線レベルに近い、あるいはそれ以下のレベルの電離放射線への被ばくによる人々の健康リスクを推定することには反対している。なぜなら、そのような低レベルでは統計的な不確実性が大きいからである。
LNTモデルは放射線に対する非合理的な恐怖を引き起こしたと主張されてきた。放射線の観察可能な影響は、LNTが想定する観察不可能な影響よりもはるかに重要である。[ 1 ] 1986年のウクライナのチェルノブイリ事故の後、LNTモデルによって、生まれてくる子供が突然変異率が高くなるという認識が強まり、ヨーロッパ全土で妊婦の間で不安が煽られた。[ 39 ]遠く離れたスイスでも、この閾値のない恐怖から、健康な胎児に対して数百件もの人工妊娠中絶が行われた。 [ 40 ]しかし、事故後、 EUROCATデータベースにある約100万件の出生データセットを「被ばく群」と対照群に分けて1999年に評価した。チェルノブイリの影響は検出されなかったため、研究者らは「振り返ってみると、被ばくが胎児に及ぼす可能性のある影響についての一般の人々の広範な恐怖は正当化されなかった」と結論付けた。[ 41 ]ドイツとトルコの研究にもかかわらず、事故後に発生した妊娠の悪影響を示す確固たる証拠は、ギリシャ、デンマーク、イタリアなどで発生した、不安によって引き起こされた選択的堕胎の間接的影響のみである。[ 42 ]
低レベル放射線の影響は、放射線学的影響よりも心理的影響の方が大きい場合が多い。超低レベル放射線による損傷は検出できないため、被曝した人々は、自分に何が起こるのかという不安に苛まれる。多くの人は、自分が生涯にわたって根本的に汚染されたと信じており、先天異常を恐れて子供を持つことを拒否するかもしれない。彼らは、ある種の謎の伝染病を恐れる地域社会の人々から避けられるかもしれない。[ 43 ]
放射線や原子力事故による強制避難は、社会的孤立、不安、うつ病、心身症、無謀な行動、自殺につながる可能性がある。1986年のウクライナのチェルノブイリ原子力発電所事故はまさにそのような結果となった。2005年の包括的な研究では、「チェルノブイリの精神衛生への影響は、この事故が引き起こした最大の公衆衛生上の問題である」と結論づけている。[ 43 ]米国の科学者フランク・N・フォン・ヒッペルは、2011年の福島原発事故について、「電離放射線への恐怖は、汚染地域の住民の大部分に長期的な心理的影響を与える可能性がある」とコメントしている。[ 44 ]
このような大きな心理的危険は、人々を癌やその他の致命的な病気のリスクにさらす他の物質には伴わない。例えば、石炭燃焼による日常的な排出物は、米国科学アカデミーの研究によると、米国で年間1万人の早死にの原因となっているが、本能的な恐怖は広く引き起こされていない。「大きな心理的負担を負うのは核放射線だけであり、それは独特の歴史的遺産を伴う」[ 43 ] 。
{{cite web}}: CS1メンテナンス: DOIは2025年7月現在非アクティブです（リンク）