

放射能汚染(放射線汚染とも呼ばれる)とは、放射性物質が表面または固体、液体、気体(人体を含む)内部に沈着または存在し、その存在が意図的または望ましくない状態を指す(国際原子力機関(IAEA)の定義による)。[ 3 ]
このような汚染は、汚染物質の放射性崩壊によって電離放射線(アルファ線、ベータ線、ガンマ線、自由中性子など)が発生するため、危険をもたらします。危険の程度は、汚染物質の濃度、放出される放射線のエネルギー、放射線の種類、および汚染が人体臓器にどれだけ近いかによって決まります。重要なのは、汚染が放射線による危険を引き起こすということであり、「放射線」と「汚染」という用語は同義ではないということです。
放射性汚染源は、自然発生源と人為発生源の2つに分類できます。大気圏核兵器の放出や原子炉格納容器の破損が発生すると、その周辺の空気、土壌、人、植物、動物は核燃料や核分裂生成物によって汚染されます。硝酸ウラニルなどの放射性物質が入った容器がこぼれると、床やこぼれた物質を拭き取るために使われた布が汚染される可能性があります。広範囲にわたる放射性汚染の事例としては、ビキニ環礁、コロラド州のロッキーフラッツ原子力発電所、福島第一原子力発電所事故現場周辺、チェルノブイリ原発事故現場周辺、マヤーク原発事故現場周辺などが挙げられます。

放射性汚染源は、自然由来のものもあれば、人為的なものもあります。
放射能汚染は、さまざまな原因で発生する可能性があります。放射性ガス、液体、または粒子の放出によって発生する場合があります。例えば、核医学で使用される放射性核種が(偶発的に、あるいはゴイアニア事故のように無知によって)漏洩した場合、人々が歩き回ることでその物質が拡散する可能性があります。
放射性汚染は、核燃料再処理における放射性キセノンの放出など、特定のプロセスにおいて避けられない結果となる場合もあります。放射性物質を封じ込めることができない場合は、安全な濃度まで希釈されることがあります。アルファ線放出核種による環境汚染については、「環境中のアクチニド」の項を参照してください。
核降下物とは、 1950年代から1980年代にかけて行われた520回の核爆発によって拡散した放射性汚染物質のことである。
原子力事故では、原子炉格納容器の破損などによって放出される放射性物質の種類と量を測定する指標は、ソースタームとして知られています。米国原子力規制委員会はこれを「事故後に環境に放出される放射性物質または有害物質の種類と量」と定義しています。[ 7 ]
汚染には、廃炉作業完了後に敷地内に残存する放射性物質は含まれません。したがって、密閉され指定された容器に保管されている放射性物質は、測定単位が同じであっても、汚染とは適切に呼ばれません。

封じ込めは、汚染物質が環境中に放出されたり、人間に接触したり、人間が摂取したりするのを防ぐための主要な手段である。
放射性物質が意図された封じ込め区域内にあるかどうかは、放射性汚染と区別される点である。放射性物質が封じ込め区域外で検出可能なレベルまで濃縮された場合、影響を受けた区域は一般的に「汚染区域」と呼ばれる。
放射性物質が封じ込め区域外に拡散して汚染を引き起こさないようにするための技術は数多く存在する。液体の場合、通常は漏洩を放射線測定装置や従来型の計測機器で検知できるように、高信頼性のタンクや容器、そしてサンプシステムを用いる。
物質が空気中に飛散する可能性がある場所では、グローブボックスが広く用いられます。グローブボックスは、多くの産業における危険な実験室やプロセス作業で一般的に使用されている技術です。グローブボックス内はわずかに負圧に保たれ、排気ガスは高効率フィルターでろ過されます。これらのフィルターは、放射線測定機器によって監視され、正常に機能していることが確認されます。
環境中には様々な放射性核種が自然に存在する。ウランやトリウムといった元素、そしてそれらの崩壊生成物は、岩石や土壌中に存在している。原始核種であるカリウム40は、全カリウムのごく一部を占め、人体にも存在する。炭素14のように、すべての生物に存在する他の核種は、宇宙線によって絶えず生成されている。
これらのレベルの放射能は危険性は低いものの、測定を混乱させる可能性があります。特に問題となるのは、自然発生するラドンガスです。これは、通常のバックグラウンドレベルに近い汚染を検出するように設定された機器に影響を与え、誤報を引き起こす可能性があります。そのため、放射線調査装置の操作者には、バックグラウンド放射線と汚染から発生する放射線を区別するスキルが求められます。
自然発生する放射性物質(NORM)は、鉱業、石油・ガス採掘、石炭消費などの人間の活動によって地表に現れたり、濃縮されたりする可能性がある。

放射性汚染は、物質や空気の表面または内部に存在する可能性があり、放出される放射線を検出することによって汚染レベルを測定するために特殊な技術が用いられる。
汚染監視は、放射線監視機器の適切かつ正確な設置と利用に全面的に依存する。
表面汚染は、固定汚染と「遊離汚染」に分類されます。固定汚染の場合、放射性物質は定義上拡散しませんが、放射線量は測定可能です。遊離汚染の場合、皮膚や衣服などの他の表面に汚染物質が拡散したり、空気中に飛散したりする危険性があります。放射能で汚染されたコンクリート表面は、特定の深さまで削り取ることで、汚染物質を除去し、処分することができます。
職業従事者の場合、汚染の危険性がある場所には管理区域が設けられます。このような区域への立ち入りは、さまざまなバリア技術によって管理され、必要に応じて衣服や履物を着替えることもあります。管理区域内の汚染は通常、定期的に監視されます。放射線防護機器(RPI)は、潜在的な汚染の拡散を監視および検出する上で重要な役割を果たし、携帯型サーベイ機器と、空中粒子モニターやエリアガンマモニターなどの常設エリアモニターの組み合わせがよく使用されます。人員や設備の表面汚染の検出と測定は、通常、ガイガーカウンター、シンチレーションカウンター、または比例計数管によって行われます。比例計数管とデュアル蛍光体シンチレーションカウンターはアルファ線とベータ線の汚染を区別できますが、ガイガーカウンターは区別できません。シンチレーション検出器は、携帯型監視機器として一般的に好まれ、広いエリアの監視を迅速に行えるように大きな検出窓を備えています。ガイガー検出器は、小さな汚染エリアに適した小さな窓を備えている傾向があります。
核物質の使用または処理が行われる管理区域から退出する職員による汚染の拡散は、身体検査プローブ、手指汚染モニター、全身退出モニターなどの特殊な退出管理機器によって監視されます。これらの機器は、管理区域から退出する人が身体や衣服に汚染物質を付着させていないことを確認するために使用されます。
英国では、HSEが、該当する用途に適した携帯型放射線測定器の選択に関するユーザーガイダンスノートを発行しています。[ 8 ]これはすべての放射線測定器技術を網羅しており、汚染の種類に応じて適切な技術を選択するための有用な比較ガイドとなっています。
英国国立物理研究所 (NPL) は、汚染に遭遇する可能性のある管理区域から退出する職員をチェックするための機器で使用する警報レベルに関するガイドを公表しています。[ 9 ] 表面汚染は通常、アルファ線またはベータ線放出体の場合、単位面積あたりの放射能の単位で表されます。SI では、これは平方メートルあたりのベクレル(または Bq/m 2 ) です。100 cm 2あたりのピコキュリーや平方センチメートルあたりの分あたりの崩壊数(1 dpm/cm 2 = 167 Bq/m 2 )などの他の単位を使用することもできます。
空気は粒子状の放射性同位体で汚染される可能性があり、特に吸入による危険性が高い。適切なエアフィルターを備えた呼吸器、または独自の空気供給装置を備えた完全自給式の防護服を使用することで、これらの危険性を軽減できる。
空気中の汚染物質は、採取した空気をフィルターに通し続ける特殊な放射線測定装置によって測定されます。空気中の粒子はフィルター上に蓄積され、さまざまな方法で測定できます。
一般的には、収集された汚染物質の分光情報も提供できる半導体放射線検出センサーが使用される。
アルファ粒子を検出するように設計された空気汚染モニターの特有の問題点は、自然界に存在するラドンが非常に多く、低レベルの汚染を検出しようとしている場合に汚染として検出される可能性があることです。そのため、最新の機器にはこの影響を克服するための「ラドン補正」機能が備わっています。
放射性汚染物質は、摂取、吸入、吸収、または注射によって体内に侵入する可能性があります。これにより、被ばく線量が発生します。
そのため、放射性物質を取り扱う際には、個人用保護具を使用することが重要です。放射性物質による汚染は、汚染された植物や動物を食べたり、汚染された水や動物の乳を飲んだりすることによっても引き起こされる可能性があります。大規模な汚染事故が発生した場合は、あらゆる内部被ばく経路を検討する必要があります。
ハロルド・マクラスキーに成功したように、キレート療法やその他の治療法は体内放射性核種汚染に対して存在する。[ 10 ]

汚染除去作業は、放射性物質を再処理して商業利用に再利用できない限り、放射性廃棄物を生み出します。広範囲に汚染が発生した場合、汚染物質をコンクリート、土、岩などで埋めて覆い、環境への汚染の拡散を防ぐことで、汚染を軽減できる場合があります。摂取や負傷によって人体が汚染され、通常の洗浄では汚染をさらに低減できない場合、その人は永久的に汚染された状態になる可能性があります。
汚染制御製品は、放射性機器や表面の汚染を最小限に抑え、汚染を固定するために、米国エネルギー省(DOE)や商業原子力産業で数十年にわたり使用されてきました。「汚染制御製品」とは、固定剤、剥離可能なコーティング剤、除染ゲルなどを含む広義の用語です。固定剤は、残留する緩い/移動可能な放射性汚染を固定することで安定化させる永久コーティングとして機能します。これにより、汚染の拡散を防ぎ、汚染が空気中に飛散する可能性を低減し、作業員の被ばくを減らし、将来の非活性化および廃止措置(D&D)活動を容易にします。剥離可能なコーティング剤は、塗料のようなフィルムに緩く付着しており、除染能力のために使用されます。緩い/移動可能な放射性汚染のある表面に塗布し、乾燥後に剥がすと、緩い/移動可能な汚染が製品とともに除去されます。剥離可能なコーティングを除去すると、表面に残る放射性汚染物質は大幅に減少します。最新の剥離可能なコーティングは高い除染効率を示し、従来の機械的および化学的除染方法に匹敵します。除染ゲルは、他の剥離可能なコーティングとほぼ同じように機能します。汚染制御製品の使用によって得られる結果は様々であり、基材の種類、選択された汚染制御製品、汚染物質、および環境条件(温度、湿度など)によって異なります。
除染対象地域の中で最も広い範囲を占める地域の一つが、日本の福島県にある。 2011年3月の福島原発事故による放射能汚染を可能な限り広範囲に除去し、避難民11万人のうち一部が帰還できるよう、国は圧力を受けている。低レベル放射性廃棄物から健康を脅かす主要な放射性同位体(セシウム137)を除去することで、特別な処分が必要な廃棄物の量を大幅に減らすこともできる。目標の一つは、汚染された土壌やその他の物質からセシウムの80~95%を効率的に、かつ土壌中の有機物を損なうことなく除去できる技術を見つけることである。現在研究されている技術の一つに、熱水ブラスト法がある。この方法では、土壌粒子からセシウムを分離し、フェリシアン化鉄(プルシアンブルー)で沈殿させる。セシウムは、特別な埋設場所を必要とする廃棄物の唯一の成分となる。[ 11 ]目標は、汚染された環境からの年間被ばく量をバックグラウンドより 1ミリシーベルト(mSv) だけ高くすることです。放射線量が 50 mSv/年を超える最も汚染された地域は立ち入り禁止のままにする必要がありますが、現在 5 mSv/年未満の地域は除染され、22,000 人の住民が戻ることができる可能性があります。
放射能汚染された地域に住む人々を保護するため、国際放射線防護委員会は「出版111 – 原子力事故または放射線緊急事態後の長期汚染地域に住む人々の保護に対する委員会の勧告の適用」というガイドを発行しました。[ 12 ]

放射性汚染による人や環境への危険性は、放射性汚染物質の種類、汚染レベル、汚染の広がり具合によって異なります。低レベルの放射性汚染は危険性は低いものの、放射線測定器で検出可能です。汚染地域の調査や地図作成を行う場合、無作為に抽出した地点に、接触時にベクレルまたはキュリー単位で放射能をラベル付けすることがあります。低レベルの放射能は、シンチレーションカウンターを用いて1分あたりのカウント数で報告されることもあります。
半減期の短い同位体による低レベル汚染の場合、最善の策は単に物質が自然に崩壊するのを待つことかもしれません。半減期の長い同位体は、たとえごく低レベルの放射線であっても、長時間被曝すれば生命を脅かす可能性があるため、除去して適切に処分する必要があります。
汚染されていると判断された施設や場所は、保健物理学者によって立ち入り禁止区域に指定され、「汚染区域」と表示されることがあります。そのような区域に近づく人は、通常、防護服(「防護服」)の着用が義務付けられます。
高濃度の汚染は、人や環境に重大なリスクをもたらす可能性があります。大量の放射性物質が関わる事故(または意図的な発生)による汚染の拡散により、人は外部および内部の両方で、致死量に達する可能性のある放射線に被曝する可能性があります。放射性汚染への外部被曝による生物学的影響は、一般的に、 X線装置など、放射性物質を含まない外部放射線源による影響と同じであり、吸収線量に依存します。
放射性汚染を現場で測定またはマッピングする場合、放射線の点源と思われる場所は、高度に汚染されている可能性が高い。高度に汚染された場所は、俗に「ホットスポット」と呼ばれる。汚染された場所の地図上では、ホットスポットには接触時の線量率(mSv/h)が記されることがある。汚染された施設では、ホットスポットには標識が設置されたり、鉛の散弾が入った袋で遮蔽されたり、放射性三つ葉のシンボルが入った警告テープで囲われたりすることがある。


汚染による危険は、電離放射線の放出です。主な放射線はアルファ線、ベータ線、ガンマ線ですが、これらはそれぞれ特性が大きく異なります。透過力や放射線効果も大きく異なり、添付の図はこれらの放射線の透過性を分かりやすく示しています。これらの放射線の電離効果の違いや適用される加重係数については、吸収線量に関する記事を参照してください。
放射線モニタリングとは、放射線または放射性物質への被ばくの評価または管理に関連する理由で放射線量または放射性核種汚染を測定し、その結果を解釈することです。さまざまな放射性核種、環境媒体、および施設の種類に対する環境放射線モニタリングプログラムおよびシステムの設計と運用の方法論的および技術的な詳細は、IAEA安全基準シリーズNo. RS–G-1.8 [ 13 ]およびIAEA安全報告シリーズNo. 64 [ 14 ]に記載されています。
放射性汚染とは、定義上、電離放射線を放出するものであり、外部または内部から人体に放射線を照射する可能性がある。
これは、人体外部の汚染源からの放射線によるものです。放射線源は人体近傍にある場合もあれば、皮膚表面にある場合もあります。健康リスクのレベルは、照射時間、放射線の種類、および強度によって異なります。ガンマ線、X線、中性子線、ベータ粒子などの透過性の高い放射線は、外部からの放射線リスクが最も高くなります。アルファ粒子などの透過性の低い放射線は、皮膚の最上層の遮蔽効果により、外部からのリスクは低くなります。計算方法の詳細については、シーベルトに関する記事を参照してください。
放射性汚染物質は、空気中に浮遊している場合や、食品や飲料に混入している場合、人体に取り込まれる可能性があり、体内に放射線を照射します。体内で発生する放射線量を評価する技術と科学は、内部放射線量測定法と呼ばれます。
摂取した放射性核種の生物学的影響は、放射性核種の放射能、生体内分布、および除去速度に大きく依存し、これらはさらにその化学形態、粒子サイズ、および侵入経路によって左右される。影響は、放射能とは無関係に、沈着した物質の化学的毒性にも依存する可能性がある。トリチウム水のように、一部の放射性核種は全身に広く分布し、速やかに除去される場合もある。
一部の臓器は特定の元素を濃縮し、その結果、それらの元素の放射性核種も濃縮します。この作用により、除去率が大幅に低下する可能性があります。例えば、甲状腺は体内に取り込まれたヨウ素の大部分を取り込みます。大量の放射性ヨウ素を吸入または摂取すると、甲状腺が損傷または破壊される可能性がありますが、他の組織への影響はそれほど大きくありません。放射性ヨウ素131は一般的な核分裂生成物であり、チェルノブイリ原発事故で放出された放射性物質の主要成分であり、小児の甲状腺がんおよび甲状腺機能低下症による死亡例9件を引き起こしました。一方、放射性ヨウ素は、甲状腺がヨウ素を選択的に取り込む性質を利用して、多くの甲状腺疾患の診断と治療に用いられています。
国際放射線防護委員会(ICRP)が提案する放射線リスクでは、1シーベルト(100レム)の実効線量で癌を発症する確率は5.5%と予測されています。このようなリスクは、内部被ばく線量と外部被ばく線量の合計です。[ 15 ]
ICRPは、「人体に取り込まれた放射性核種は、その物理的半減期と体内での生物学的保持期間によって決まる期間にわたって組織を照射する。そのため、摂取後数ヶ月または数年にわたって体組織に線量を与える可能性がある。放射性核種への被ばくと長期間にわたる放射線量の蓄積を規制する必要性から、預託線量量が定義されるに至った」と述べている。[ 16 ] ICRPはさらに、「内部被ばくの場合、預託実効線量は、一般的に、バイオアッセイ測定またはその他の量(例えば、体内または毎日の排泄物中に保持される放射能)による放射性核種の摂取量の評価から決定される。放射線量は、推奨される線量係数を使用して摂取量から決定される」と述べている。[ 17 ]
ICRPは、個人の被ばく線量について2つの線量量を定義している。
約束等価線量H T ( t ) は、基準人が放射性物質を体内に摂取した後に個人が受ける特定の組織または臓器における等価線量率の時間積分であり、tは積分時間(年)です。[ 18 ] これは、外部等価線量と同様に、特定の組織または臓器における線量を具体的に指します。
約束された実効線量E( t ) は、約束された臓器または組織の等価線量と適切な組織加重係数W Tの積の合計であり、tは摂取後の年数で表される積分時間です。約束期間は、成人では 50 年、子供では 70 歳とされています。[ 18 ]これは、外部実効線量と同様に、全身への線量を具体的に指しています。
2015年のランセット誌の報告書では、原子力事故の深刻な影響は、放射線被ばくに直接起因するものではなく、むしろ社会的および心理的影響によるものであることが多いと説明されている。[ 19 ]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。非常に低レベルの放射線による損傷は検出できないため、被ばくした人々は、自分に何が起こるのかについて苦悩に満ちた不安を抱えることになる。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。[ 20 ]
放射線事故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、さらには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、現在までに事故によって引き起こされた最大の公衆衛生上の問題である」と結論付けている。[ 20 ]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」とコメントした。[ 21 ]被災者の避難と長期にわたる移動は、多くの人々、特に高齢者や入院患者にとって問題となる。[ 19 ]
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、広く本能的な恐怖を引き起こすことはないが、米国科学アカデミーの研究によると、これは3億1741万3000人の米国人口のうち年間1万人の早死にの原因となっている。米国の病院で死亡につながる医療ミスは4万4000人から9万8000人と推定されている。「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」[ 20 ] 。
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