天然放射性物質

天然放射性物質（NORM）と技術的に強化された天然放射性物質（TENORM）は、通常、ウラン、トリウム、カリウムなどの環境中に存在する放射性元素や、ラジウム、ラドンなどのそれらの崩壊生成物で強化された産業廃棄物または副産物である物質で構成されています。^[1]生産水の排出と流出は、NORMが周囲の環境に流入する良い例です。^[2]

天然放射性元素は地球の地殻に非常に低濃度で存在し、石油やガスの探査や採掘などの人間の活動、ラドンガスの大気への漏出や地下水への溶解などの自然現象を通じて地表に運ばれます。TENORMのもう一つの例は、発電所での石炭燃焼から生成される石炭灰です。放射能がバックグラウンドレベルよりもはるかに高い場合、TENORMの取り扱いは多くの産業や輸送で問題を引き起こす可能性があります。^[3]

石油とガスの TENORM および/または NORM は、貯留層から生産された流体が硫酸塩を地殻の表面まで運ぶ生産プロセスで生成されます。ノースダコタ州など、一部の州では「拡散 NORM」という用語を使用しています。バリウム、カルシウム、ストロンチウムの硫酸塩はより大きな化合物であり、ラジウム 226やラジウム 228などのより小さな原子は化合物の空きスペースに入り込み、生産された流体を介して運ばれます。流体が地表に近づくと、温度と圧力の変化により、バリウム、カルシウム、ストロンチウム、ラジウムの硫酸塩が溶液から沈殿し、チューブラーおよび/またはケーシングの内側、または場合によっては外側にスケールを形成します。生産プロセスで NORM に汚染されたチューブラーを使用しても、スケールがチューブラーの内側にあり、チューブラーが坑内に残っている場合は、健康被害は発生しません。ラジウム 226 と 228 および鉛 210などの娘核種の濃度の上昇は、油田のピット、タンク、ラグーンに蓄積するスラッジでも発生する可能性があります。天然ガス流中のラドンガスは、ガス処理活動において NORM として濃縮されます。ラドンは鉛 210 に崩壊し、その後ビスマス 210、ポロニウム 210に崩壊し、鉛 206で安定します。ラドン崩壊元素は、プロピレン、エタン、プロパン処理システムに関連する入口ライン、処理ユニット、ポンプ、バルブの内面に光沢のある膜として発生します。

NORM の特性は廃棄物の性質によって異なります。NORM は結晶の形で生成される場合があり、これは脆く薄いため、チューブラーで剥がれが生じる可能性があります。炭酸塩マトリックスで生成された NORM は 3.5 グラム/立方センチメートルの密度を持つ場合があり、輸送のために梱包する際に注意する必要があります。NORM スケールは白色または茶色の固体、または濃いスラッジから固体の乾燥した薄片状の物質である場合があります。NORM は石油およびガス生産の産出水にも含まれる場合があります。^[4]

油田パイプの切断やリーミング、タンクやピットからの固形物の除去、ガス処理装置の改修作業では、吸入または摂取した場合に健康リスクをもたらす可能性のある、アルファ線を放出する放射性核種の濃度が高い粒子に従業員がさらされる可能性があります。

NORMは多くの業界で採用されており、^[5]

• 石炭産業（採掘と燃焼）
• 金属の採掘と製錬
• 鉱物砂（希土類鉱物、チタン、ジルコニウム）。
• 肥料（リン酸）産業
• 建設業界

NORM に関連する危険性は、吸入および摂取による侵入経路と、スケールが著しく蓄積している場所での外部曝露です。乾燥プロセスでは、NORM スケールと粉塵が空気中に浮遊し、体内に入る可能性がかなり高くなるため、呼吸器が必要になる場合があります。

NORM に含まれる有害元素は、ラジウム 226、228、ラドン 222 と、これらの放射性核種の娘核種です。これらの元素は「骨探索核種」と呼ばれ、体内に入ると骨組織に移行して濃縮されます。この被曝は骨がんやその他の骨異常を引き起こす可能性があります。ラジウムやその他の娘核種の濃度は、数年間の過度の被曝により、時間とともに増加します。したがって、責任の観点から、数年間呼吸器保護具を着用していなかった従業員は、NORM 被曝により骨がんやその他のがんを発症し、TENORM を生成した石油会社と雇用主に医療費や休業補償などの補償を求める可能性があります。^[6]

ラジウム放射性核種は、ガンマ線だけでなく、アルファ粒子とベータ粒子も放出します。ラジウム 226 原子から放出される放射線は、96% がアルファ粒子、4% がガンマ線です。アルファ粒子は、外部の危険として NORM に関連する最も危険な粒子ではありません。アルファ粒子はヘリウム 4 原子核と同一です。アルファ粒子は、空気中をわずか 2 ～ 3 cm の距離しか移動せず、人体の皮膚の死んだ層を貫通できません。ただし、ラジウムは塩化物イオンとの親和性が高いため、一部のラジウム アルファ粒子放出体は「骨を狙う」ものです。ラジウム原子が体外に排出されない場合、骨組織など塩化物イオンが優勢な領域に集中します。ラジウム 226 の半減期は約 1,620 年で、人間の生涯にわたって体内に残ります。これは、損傷を引き起こすには十分な時間です。

ベータ粒子は電子または陽電子であり、空気中をアルファ粒子よりも遠くまで移動できます。イオン化ポテンシャルと透過力の点で中程度であり、数ミリメートルのプラスチックで阻止されます。この放射線は、ラジウム 226 の崩壊中に放出される総放射線量のごく一部です。ラジウム 228 はベータ粒子を放出し、吸入や摂取によって人間の健康にも影響を及ぼします。

ラジウム 226 から放出されるガンマ線は放射線の 4% を占め、十分な量の被曝をすると人体に有害です。ガンマ線は透過性が高く、一部は金属を透過するため、 NORM を監視する際にはガイガー カウンターまたはシンチレーション プローブを使用してガンマ線被曝量を測定します。

アルファ粒子とベータ粒子は、体内に入ると有害です。粉塵による NORM 汚染物質の吸入は、微粒子フィルター付きの呼吸器を着用して防ぐ必要があります。適切な訓練を受けた職業上の NORM 労働者の場合、空気の監視と分析が必要になる場合があります。これらの測定値 (ALI および DAC) は、年間 2,000 時間働く平均的な従業員が浴びる可能性のある線量に基づいて計算された値です。米国の現在の法的被ばく限度は 1 ALI、つまり 5 レムです。レム (レントゲン当量人) は、長期間にわたる体の部分による放射線の吸収の測定値です。DAC は、平均的な就労従業員が 2,000 時間の軽作業で浴びるアルファ粒子とベータ粒子の濃度です。従業員が ALI の 10% 以上 (500 mREM) に浴びる場合、連邦および州の規制の指示に従って従業員の線量を文書化する必要があります。

米国では、NORM は連邦政府によって規制されていません。原子力規制委員会(NRC) は比較的狭い範囲の放射線を管轄しており、環境保護庁(EPA) は NORM を管轄しています。連邦政府機関が NORM 規制を実施していないため、NORM は各州によって規制が異なります。

英国では、2010 年の環境許可 (イングランドおよびウェールズ) 規則に基づいて規制が行われます。

これは、2 種類の NORM アクティビティを定義します。

• タイプ 1 NORM 産業活動とは、次のものを意味します。

（ａ）トリウムまたはトリウム化合物の生産および使用、ならびにトリウムが意図的に添加された製品の製造、または

（ｂ）ウランまたはウラン化合物の生産および使用、ならびに意図的にウランを添加した製品の製造

• タイプ 2 NORM 産業活動とは、次のものを意味します。

（ア）希土類元素及び希土類元素合金の採掘、生産及び使用

（ｂ）ウラン鉱石以外の鉱石の採掘及び加工

（ｃ）石油及びガスの生産

（ｄ）産業活動に関連する設備からの放射性スケールおよび沈殿物の除去および管理

（e）リン鉱石を利用するあらゆる産業活動

（f）二酸化チタン顔料の製造

（g）ジルコンの抽出、精製、ジルコニウム化合物の製造

（h）錫、銅、アルミニウム、亜鉛、鉛、鉄鋼の生産

（i）石炭鉱山の排水施設に関連するあらゆる活動

（j）陶土の採掘

（k）飲料水の供給に関連する水処理

（l）タイプ1 NORM産業活動または上記に列挙した活動による汚染の修復。

放射性、核分裂性、または生殖性の特性を持つ天然の地球または宇宙起源の放射性核種の処理を伴う活動は、タイプ1 NORM産業活動またはタイプ2 NORM産業活動ではありません。^[7]

• 背景放射線、地球の自然環境に常に存在する電離放射線
• 環境放射能

• ノースダコタ州保健局
• NORMテクノロジーコネクション、州間石油ガス協定委員会
• 放射線クイックリファレンスガイド、国内核検出局
• 世界原子力協会による天然放射性物質
• 放射性物質規制に関する英国ガイダンス 環境許可（イングランドおよびウェールズ）規制 2010:Defra