電離放射線

電離放射線（米国では電離放射線、英国ではイオン化放射線）は、核放射線も含め、原子や分子から電子を切り離して電離させるのに十分なエネルギーを持つ亜原子粒子または電磁波で構成されています。^{[1]一部の粒子は}光速の99%までで移動することができ、電磁波は電磁スペクトルの高エネルギー部分にあります。

ガンマ線、X 線、および電磁スペクトルの高エネルギー紫外線部分は電離放射線ですが、低エネルギー紫外線、可視光線、ほぼすべての種類のレーザー光、赤外線、マイクロ波、および電波は非電離放射線です。紫外線領域での電離放射線と非電離放射線の境界は、異なる分子や原子が異なるエネルギーで電離するため、明確に定義することはできません。電離放射線のエネルギーは、10電子ボルト(eV) から 33 eVの間です 。^{[引用が必要]}

電離する素粒子には、アルファ粒子、ベータ粒子、中性子などがある。これらの粒子は放射性崩壊によって生成され、ほぼすべてが電離するのに十分なエネルギーを持っている。また、宇宙線が地球の大気と相互作用した後に生成される二次宇宙粒子もあり、これにはミューオン、中間子、陽電子などがある。^{[2] [3]}宇宙線は地球上で放射性同位体（例えば、炭素14 ）を生成することもあり、これが崩壊して電離放射線を放出する。宇宙線と放射性同位体の崩壊は、地球上の自然電離放射線の主な発生源であり、背景放射線に寄与している。電離放射線は、X線管、粒子加速器、原子核分裂によって人工的にも生成される。

電離放射線は人間の感覚ではすぐには感知できないため、ガイガーカウンターなどの機器を使って検出・測定します。しかし、非常に高エネルギーの粒子は有機物と無機物（例：チェレンコフ放射線による水の照射）や人間（例：急性放射線症候群）に目に見える影響を及ぼす可能性があります。^[4]

電離放射線は医療、原子力、研究、工業製造など幅広い分野で利用されているが、過剰被ばくに対する適切な対策が講じられなければ健康被害をもたらす。電離放射線への被ばくは、生体組織の細胞損傷や臓器障害を引き起こす。高線量で急性に被ばくすると放射線火傷や放射線病を引き起こし、低線量を長期間被ばくするとがんを引き起こす可能性がある。^{[5] [6]}国際放射線防護委員会（ICRP）は、電離放射線防護と線量摂取が人間の健康に与える影響に関するガイダンスを発行している。

電離放射線は、直接電離するものと間接電離するものに分類できます。

質量を持つ荷電粒子は、十分な運動エネルギーを持っている場合、クーロン力による基本的な相互作用によって原子を直接イオン化できます。このような粒子には、原子核、電子、ミューオン、荷電パイ中間子、陽子、電子を剥ぎ取られた高エネルギー荷電核が含まれます。相対速度（光速c に近い）で移動する場合、これらの粒子はイオン化するのに十分な運動エネルギーを持っていますが、速度にはかなりの変化があります。たとえば、一般的なアルファ粒子は c の約 5% の速度で移動しますが、33 eV（イオン化するのにちょうど十分な速度）の電子は c の約 1% の速度で移動します。

最初に発見された直接電離放射線の 2 つは、放射性崩壊中に原子核から放出されるヘリウム原子核であるアルファ粒子と、ベータ粒子と呼ばれる高エネルギー電子です。

自然宇宙線は主に相対論的陽子から構成されていますが、ヘリウムイオンやHZEイオンなどのより重い原子核も含まれています。大気中では、このような粒子は空気分子によって阻止されることが多く、これにより寿命の短い荷電パイオンが生成されます。パイオンはすぐにミューオンに崩壊します。ミューオンは、地球の表面に到達する主なタイプの宇宙線放射です。パイオンは、粒子加速器でも大量に生成されます。

アルファ粒子は、2 つの陽子と 2 つの中性子が結合してヘリウム 原子核と同一の粒子を形成します。アルファ粒子の放出は、通常、アルファ崩壊の過程で生成されます。

アルファ粒子は強い電離放射線の一種だが、放射性崩壊によって放出されたアルファ粒子は透過力が低く、数センチの空気、あるいは人間の皮膚の最上層に吸収される。三元核分裂で放出されるより強力なアルファ粒子はエネルギーが3倍あり、空気中ではそれに比例してより遠くまで透過する。宇宙線の10～12%を占めるヘリウム原子核も、通常、放射性崩壊で生成されるものよりはるかに高いエネルギーを持ち、宇宙空間では遮蔽の問題を引き起こす。しかし、このタイプの放射線は地球の大気によって大幅に吸収され、その放射線遮蔽は水深約10メートルに相当する。^[7]

アルファ粒子は、1899年にアーネスト・ラザフォードが既知の放射性放出物を電離効果の降順でランク付けしたときに、ギリシャ語アルファベットの最初の文字αにちなんで命名されました。記号はαまたはα2+です。ヘリウム原子核^と同一であるため、Heと表記されることもあります。^2歳以上
または⁴
₂彼^2歳以上
これは、+2の電荷を持つヘリウムイオン（2つの電子が欠けている）を示しています。イオンが周囲から電子を獲得すると、アルファ粒子は通常の（電気的に中性の）ヘリウム原子として表すことができます。⁴
₂彼。

ベータ粒子は、カリウム40などの特定の種類の放射性原子核から放出される高エネルギー、高速の電子または陽電子です。ベータ粒子の生成はベータ崩壊と呼ばれ、ギリシャ文字のベータ（β）で表されます。ベータ崩壊には、 ^β-とβ ⁺の2つの形式があり、それぞれ電子と陽電子を生成します。^[8]ベータ粒子はガンマ線よりも透過性が低いですが、アルファ粒子よりも透過性が高いです。

高エネルギーのベータ粒子は、物質を通過する際に制動放射線（「制動放射線」）と呼ばれる X 線または二次電子（デルタ線）を生成することがあります。これらは両方とも間接的な電離効果を引き起こす可能性があります。ベータ粒子と一部の遮蔽材料との相互作用により制動放射線が発生するため、ベータ放射源を遮蔽する場合、制動放射線は懸念事項となります。原子番号が大きい材料ほどその影響は大きくなるため、ベータ線源の遮蔽には原子番号の小さい材料が使用されます。

陽電子または反電子は、電子の反粒子または反物質の対応物です。低エネルギーの陽電子が低エネルギーの電子と衝突すると、消滅が起こり、2つ以上のガンマ線光子のエネルギーに変換されます（電子-陽電子消滅を参照）。陽電子は正に帯電した粒子であるため、クーロン相互作用を通じて原子を直接イオン化できます。

陽電子は、陽電子放出核崩壊（弱い相互作用による）、または十分にエネルギーの高い光子からの対生成によって生成されます。陽電子は、医療用の陽電子放出断層撮影（PET）スキャンで使用される一般的な人工電離放射線源です。

荷電原子核は銀河宇宙線や太陽粒子現象の特徴であり、アルファ粒子 (荷電ヘリウム原子核) を除いて地球上に自然発生源はありません。しかし宇宙では、非常に高エネルギーの陽子、ヘリウム原子核、HZE イオンは、比較的薄い遮蔽層、衣服、皮膚によって最初は阻止されます。しかし、結果として生じる相互作用によって二次放射線が発生し、連鎖的な生物学的影響を引き起こします。たとえば、組織の原子 1 つがエネルギーの高い陽子によって移動されると、衝突によって体内でさらに相互作用が発生します。これは「線形エネルギー移動」(LET) と呼ばれ、弾性散乱を利用します。

LETは、ビリヤードのボールが運動量保存則に従って別のボールにぶつかり、最初のボールのエネルギーが2つのボールに不均等に分割され、両方のボールがはじかれる様子として視覚化できます。荷電原子核が宇宙空間にある比較的ゆっくりと移動する物体の原子核に衝突すると、LETが発生し、衝突によって中性子、アルファ粒子、低エネルギー陽子、およびその他の原子核が放出され、組織の総吸収線量に寄与します。^[9]

間接電離放射線は電気的に中性であり、物質と強く相互作用しないため、電離効果の大部分は二次電離によるものです。

光子は電気的に中性であるにもかかわらず、光電効果とコンプトン効果を通じて間接的に原子をイオン化することができます。これらの相互作用のいずれかにより、相対論的な速度で原子から電子が放出され、その電子がベータ粒子（二次ベータ粒子）に変換され、他の原子をイオン化します。イオン化された原子のほとんどは二次ベータ粒子によるものであるため、光子は間接的に電離する放射線です。^[10]

放射光子は、原子核反応、素粒子崩壊、または原子核内の放射性崩壊によって生成される場合、ガンマ線と呼ばれます。原子核の外で生成される場合は、 X線と呼ばれます。総称「光子」は、両方を説明するために使用されます。^{[11] [12] [13]}

X線は通常ガンマ線よりもエネルギーが低く、古い慣習では境界を波長10 ⁻¹¹ m（または光子エネルギー100 keV）と定義していました。^{[14]この閾値は、古いX線管の歴史的な制限と}異性体遷移の認識の低さによって決まりました。現代の技術と発見により、X線とガンマのエネルギーが重なり合っていることが明らかになっています。多くの分野でそれらは機能的に同一であり、地上の研究では放射線の起源のみが異なります。しかし、放射線の起源を確実に特定できないことが多い天文学では、古いエネルギー区分が保存されており、X線は約120 eVから120 keVの間、ガンマ線は発生源に関係なく100から120 keVを超えるエネルギーと定義されています。天文学の「ガンマ線天文学」のほとんどは、核放射能プロセスから発生するものではなく、はるかにエネルギーの高い電子によって駆動される天文X線を生成するプロセスに似たプロセスから生じることが知られています。

光電吸収は、100 keV 未満の光子エネルギー (典型的な古典的な X 線管から発生するX 線) に対する有機材料の主要なメカニズムです。100 keV を超えるエネルギーでは、光子はコンプトン効果によって物質をますますイオン化し、 5 MeV を超えるエネルギーでは、対生成によって間接的にイオン化します。添付の​​相互作用図は、2 つのコンプトン散乱が連続して発生していることを示しています。散乱イベントごとに、ガンマ線はエネルギーを電子に伝達し、エネルギーが減少した状態で別の方向にその進路を進み続けます。

あらゆる元素の中で最も低いイオン化エネルギーはセシウムの 3.89 eV です。しかし、米国連邦通信委員会の資料では、電離放射線を光子エネルギーが10 eV を超えるものと定義しています（遠紫外線の波長 124ナノメートルに相当）。^[15]大まかに言えば、これは酸素の第一イオン化エネルギーと水素のイオン化エネルギーの両方に対応し、どちらも約 14 eV です。^[16]一部の環境保護庁の参考文献では、33 eV のエネルギーでの典型的な水分子のイオン化が^[17]電離放射線の適切な生物学的閾値として参照されています。この値は、いわゆるW 値、つまりイオン対が形成されるごとにガスで消費される平均エネルギーのICRUの俗称であり^[18]、イオン化エネルギーと励起などの他のプロセスで失われるエネルギーを組み合わせたものです。^[19]電磁波の波長38ナノメートルでは、33eVは、約125eVで発生する、極端紫外線とX線の間の通常の10nm波長遷移のエネルギーに近い。したがって、X線放射は常に電離性であるが、極端紫外線のみがあらゆる定義の下で電離性であると考えられる。

中性子は中性の電荷を持ち、しばしば電荷ゼロと誤解されるため、1 回のステップまたは物質との相互作用で直接イオン化を引き起こすことはありません。ただし、高速中性子は、線形エネルギー移動、つまり粒子が通過する物質に伝達するエネルギーを介して水素の陽子と相互作用します。このメカニズムにより、ターゲット領域の物質の原子核が散乱し、水素原子の直接イオン化が引き起こされます。中性子が水素原子核に衝突すると、陽子放射 (高速陽子) が発生します。これらの陽子は高エネルギーで電荷を帯びており、物質内の電子と相互作用するため、それ自体がイオン化します。

水素以外の原子核に衝突する中性子は、線形エネルギー伝達が発生する場合、他の粒子に伝達されるエネルギーが少なくなります。しかし、中性子が衝突する多くの原子核では、非弾性散乱が発生します。弾性散乱または非弾性散乱のどちらが発生するかは、中性子の速度、つまり高速か熱中性子か、またはその中間かによって決まります。また、衝突する原子核とその中性子断面積によっても決まります。

非弾性散乱では、中性子は中性子捕獲と呼ばれる核反応の一種で容易に吸収され、中性子による原子核の活性化に起因します。このようにして中性子がほとんどの種類の物質と相互作用すると、通常は放射性原子核が生成されます。たとえば、豊富な酸素 16原子核は中性子活性化を受け、陽子放出によって急速に崩壊して窒素 16を形成し、これが酸素 16 に崩壊します。短寿命の窒素 16 崩壊では、強力なベータ線が放出されます。このプロセスは次のように記述できます。

¹⁶ O (n,p) ¹⁶ N (11 MeVを超える中性子で高速中性子捕獲が可能)

¹⁶ N → ¹⁶ O + β ⁻（崩壊 t _1/2 = 7.13 秒）

この高エネルギーβ−は^{さらに他の原子核と急速に相互作用し、}制動放射線を介して高エネルギーγを放出する。

¹⁶ O (n,p) ¹⁶ N 反応は好ましい反応ではありませんが、加圧水型原子炉の冷却水から放出される X 線の主な発生源であり、運転中の水冷式原子炉によって生成される放射線に大きく寄与しています。

中性子を最もよく遮蔽するために、水素を豊富に含む炭化水素が使用されます。

核分裂性物質では、二次中性子が核連鎖反応を引き起こし、核分裂 生成物からの大量の電離を引き起こす可能性があります。

原子核の外では、自由中性子は不安定で、平均寿命は14分42秒である。自由中性子は電子と電子反ニュートリノを放出して陽子に崩壊する。この過程はベータ崩壊と呼ばれる。^[20]

隣の図では、中性子がターゲット物質の陽子と衝突し、その後、高速反跳陽子となり、イオン化します。その経路の終わりで、中性子は (n,γ) 反応で原子核に捕獲され、中性子捕獲光子が放出されます。このような光子は常に、電離放射線として適格となるのに十分なエネルギーを持っています。

中性子線、アルファ線、および非常にエネルギーの高いガンマ線 (> 約 20 MeV)は、核変換および誘導放射能を引き起こす可能性があります。関連するメカニズムは、中性子活性化、アルファ吸収、および光崩壊です。変換の回数が多すぎると、マクロ的な特性が変化し、元の線源が除去された後でもターゲット自体が放射性になることがあります。

分子の電離は放射線分解（化学結合の破壊）と反応性の高いフリーラジカルの形成につながる可能性があります。これらのフリーラジカルは、元の放射線が停止した後でも、隣接する材料と化学反応を起こす可能性があります。（例：空気の電離によって生成されたオゾンによるポリマーのオゾン分解）。電離放射線は、反応に必要な活性化エネルギーに寄与することで、重合や腐食などの既存の化学反応を加速させることもできます。光学材料は電離放射線の影響で劣化します。

空気中の高強度電離放射線は、特徴的な青紫色の目に見える電離空気の輝きを生み出すことがあります。この輝きは、例えば臨界事故の際、核爆発直後のキノコ雲の周囲、またはチェルノブイリ原発事故の際のような損傷した原子炉の内部などで観察されます。

溶融ナトリウムなどの単原子流体には、破壊される化学結合や乱される結晶格子がないため、電離放射線の化学的影響は受けません。フッ化水素などの非常に負の生成エンタルピーを持つ単純な二原子化合物は、電離後、急速かつ自発的に再形成します。

物質のイオン化により、一時的に導電性が高まり、損傷を与えるレベルの電流が流れる可能性があります。これは、電子機器に使用されている半導体マイクロエレクトロニクスでは特に危険で、その後の電流によって動作エラーが発生したり、デバイスが永久的に損傷したりします。原子力産業や大気圏外 (宇宙) 用途などの高放射線環境向けのデバイスは、設計、材料の選択、製造方法によって、このような影響に耐えられるよう放射線耐性を高めることができます。

宇宙で発見された陽子放射線も、デジタル回路でシングルイベントアップセットを引き起こす可能性があります。電離放射線の電気的効果は、ガイガーミュラーカウンタや電離箱などのガス充填放射線検出器で利用されています。

電離放射線への曝露による健康への悪影響のほとんどは、次の 2 つの一般的なカテゴリに分類できます。

• 確定的影響（有害な組織反応）は、主に高線量の放射線による火傷後の細胞の死滅または機能不全によって生じます。
• 確率的影響、すなわち、体細胞の突然変異による被ばくした個人のがん発症、または生殖細胞の突然変異による子孫の遺伝性疾患を伴うがんおよび遺伝性影響。^[21]

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癌の確率的誘発である。例えば、電離放射線は慢性骨髄性白血病の原因の1つであるが^{[22] [23] [24]}、CML患者のほとんどは放射線に被曝していない。^{[23] [24]}これが起こるメカニズムはよく理解されているが、リスクのレベルを予測する定量的モデルは依然として議論の余地がある。^[要出典]

最も広く受け入れられているモデルである線形閾値なしモデル（LNT）は、電離放射線による癌の発生率は、実効放射線量に比例して、 1シーベルトあたり5.5％の割合で増加するとしている。^[25]これが正しければ、自然放射線は一般公衆の健康にとって最も危険な放射線源であり、それに次いで医療用画像診断が僅差で続くことになる。電離放射線のその他の確率的影響としては、催奇形性、認知機能低下、心臓病などがある。^[要出典]

DNA は常に電離放射線による損傷を受けやすいが、特定の分子結合を励起してピリミジン二量体を形成するほどのエネルギーを持つ放射線によっても DNA 分子が損傷を受ける可能性がある。このエネルギーは電離エネルギーより低いかもしれないが、それに近い。良い例は紫外線スペクトルのエネルギーで、これはコラーゲンの光反応の結果として保護されていない皮膚に日焼けを引き起こす可能性のあるエネルギーレベルとほぼ同じ約3.1 eV (400 nm) から始まり、また( UV-B範囲では) DNA (例えばピリミジン二量体) も損傷する。このように、中紫外線および低紫外線の電磁スペクトルは、分子の電子励起の結果として生物組織に損傷を与え、これは電離には至らないが、同様の非熱的効果を生み出す。ある程度、可視光線と、可視光線に最も近い紫外線A（UVA）は、皮膚に活性酸素種を形成することが証明されています。活性酸素種は電子励起分子であり、反応性損傷を引き起こす可能性があるため、日焼け（紅斑）は引き起こしませんが、間接的な損傷を引き起こします。^[26]イオン化損傷と同様に、皮膚へのこれらすべての影響は、単純な熱効果によって生じるものを超えています。^[要出典]

以下の表は、SI 単位系と非 SI 単位での放射線量と線量を示しています。

電離放射線は産業、軍事、医療の分野で多くの用途がある。その有用性と危険性はバランスが取れていなければならないが、その妥協点は時とともに変化してきた。例えば、かつて米国の靴屋では店員が子供の靴のサイズを測るためにX線を使用していたが、電離放射線のリスクがよりよく理解されると、この慣行は中止された。^[27]

中性子放射線は、原子炉や核兵器の動作に不可欠です。X 線、ガンマ線、ベータ線、陽電子放射線の透過力は、医療用画像診断、非破壊検査、さまざまな工業用ゲージに使用されています。放射性トレーサーは、医療および工業用途、さらに生物学や放射線化学で使用されています。アルファ線は、静電気除去装置や煙探知機に使用されています。電離放射線の殺菌効果は、医療機器の洗浄、食品の照射、不妊虫法に有効です。炭素 14の測定は、はるか昔に死んだ生物の残骸 (数千年前の木材など) の 年代測定に使用できます。

電離放射線は、核反応、核崩壊、非常に高い温度、または電磁場における荷電粒子の加速によって生成されます。自然発生源には、太陽、雷、超新星爆発などがあります。人工発生源には、原子炉、粒子加速器、X 線管などがあります。

原子放射線の影響に関する国連科学委員会（UNSCEAR）は、人間への被ばくの種類を分類しました。

国際放射線防護委員会は、線量摂取量の推奨限度を設定する国際放射線防護制度を管理しています。

背景放射線は自然発生源と人工発生源の両方から発生します。

人間が電離放射線に晒される世界平均は年間約 3 mSv (0.3 rem) で、そのうち 80% は自然放射線です。残りの 20% は主に医療用画像診断による人工放射線源によるものです。先進国では平均人為的被曝量ははるかに高く、主にCT スキャンや核医学によるものです。

自然放射線は、宇宙放射線、太陽放射線、外部地表放射線、人体内の放射線、ラドンの5 つの主な放射線源から発生します。

自然放射線の背景放射線量は場所によって大きく異なり、地域によっては1.5 mSv/a（年間1.5 mSv）と低いところもあれば、100 mSv/aを超えるところもあります。地球表面で記録された純粋に自然放射線の最高レベルは、ブラジルのモナザイトでできた黒い砂浜で記録された90 μGy/h（年間0.8 Gy/a）です。^[28]居住地域で最も高い背景放射線量はラムサール条約に登録されていますが、これは主に建材として天然放射性の石灰岩が使われているためです。最も多く被ばくする住民約2000人は、平均して年間 10  mGy （年間1ラド）の放射線を浴びており、これはICRPが推奨する人工放射線源からの公衆被ばく限度の10倍に相当します。^[29]ある家屋では、外部放射線による実効放射線量が 135 mSv/a (13.5 rem/yr)、ラドンによる預託線量が 640 mSv/a (64.0 rem/yr) という記録的なレベルが検出された。^[30]この特異な事例は、世界平均のバックグラウンド放射線の 200 倍以上である。ラムサール条約の住民が浴びるバックグラウンド放射線レベルが高いにもかかわらず、彼らがより大きな健康リスクを経験しているという説得力のある証拠はない。ICRP の勧告は保守的な制限であり、実際の健康リスクを誇張して表している可能性がある。一般的に、放射線安全組織は、用心深くあることが最善であると想定して、最も保守的な制限を推奨している。このレベルの注意は適切だが、バックグラウンド放射線の危険性に対する恐怖心を煽るために使用すべきではない。バックグラウンド放射線による放射線の危険性は深刻な脅威となる可能性があるが、環境内の他のすべての要因と比較すると、全体的なリスクは小さい可能性が高い。

地球と地球上のすべての生物は、太陽系外からの放射線に絶えずさらされ​​ています。この宇宙放射線は相対論的粒子、つまり1 amu 陽子（約 85%）から 26 amu鉄の 原子核、さらにそれ以上の正に帯電した原子核（イオン）で構成されています。（高原子番号粒子はHZE イオンと呼​​ばれます。）この放射線のエネルギーは、人間が作り出せるエネルギーをはるかに超え、最大の粒子加速器でもそのエネルギーをはるかに超えています（超高エネルギー宇宙線を参照）。この放射線は大気中で相互作用して二次放射線を作り出し、X線、ミューオン、陽子、反陽子、アルファ粒子、パイオン、電子、陽電子、中性子などの放射線が降り注ぎます。

宇宙放射線の被ばく量は主にミューオン、中性子、電子によるもので、被ばく量は世界のさまざまな地域で異なり、主に地磁気、高度、太陽活動周期によって決まります。飛行機の宇宙放射線被ばく量は非常に高いため、国連の UNSCEAR 2000 報告書 (下部のリンクを参照) によると、航空会社の乗務員は原子力発電所の乗務員を含む他のどの作業員よりも平均して多くの被ばく量を受けています。航空機の乗務員は、この種の放射線が最大となる高高度の北極または南極付近を通る飛行ルートを定期的に行う場合、より多くの宇宙線を浴びます。

宇宙線には高エネルギーガンマ線も含まれており、これは太陽や人間が生み出すエネルギーをはるかに超えています。

地球上のほとんどの物質には、たとえ少量であっても、放射性原子が含まれています。これらの放射源から受ける放射線のほとんどは、建築材料や屋外の岩石や土壌に含まれるガンマ線放射体によるものです。地球放射線の懸念される主な放射性核種は、カリウム、ウラン、トリウムの同位体です。これらの放射源はいずれも、地球形成以来、活動が減少しています。

生命の構成要素である地球上のすべての物質には放射性成分が含まれています。人間、植物、動物が食物、空気、水を摂取すると、放射性同位元素が体内に蓄積されます (バナナ当量線量を参照)。カリウム 40などの一部の放射性核種は、高エネルギーのガンマ線を放出しますが、これは高感度の電子放射線測定システムで測定できます。これらの体内放射線源は、自然放射線から個人が受ける総放射線量に寄与します。

自然放射線の重要な発生源はラドンガスです。ラドンガスは岩盤から継続的に浸透しますが、その密度が高いため、換気の悪い家屋に蓄積される可能性があります。

ラドン222はラジウム226のα崩壊によって生成されるガスです。どちらも天然ウラン崩壊系列の一部です。ウランは世界中の土壌にさまざまな濃度で存在しています。ラドンは非喫煙者における肺がんの最大の原因であり、全体では2番目に多い原因です。^[31]

露出を制限する標準的な方法は 3 つあります。

1. 時間: 自然放射線に加えて放射線にさらされる人々の場合、被ばく時間を制限または最小限に抑えることで、放射線源からの線量を減らすことができます。
2. 距離：放射線の強度は距離とともに急激に減少し、絶対真空中では反二乗則に従います。 ^[32]
3. 遮蔽: 空気または皮膚はアルファ線を大幅に減衰させるのに十分であり、一方、金属板またはプラスチックはベータ線を阻止するのに十分である場合が多い。鉛、コンクリート、または水の障壁は、ガンマ線や中性子などのより透過性の高い電離放射線から効果的に保護するためによく使用される。放射性物質の中には、厚いコンクリートで造られた部屋や鉛で裏打ちされた部屋で、水中または遠隔操作によって保管または取り扱われるものがある。ベータ粒子を阻止する特殊なプラスチック製の遮蔽物があり、空気はほとんどのアルファ粒子を阻止する。放射線を遮蔽する物質の有効性は、半減厚、つまり放射線を半分に減らす物質の厚さによって決まる。この値は、物質自体と、電離放射線の種類およびエネルギーの関数である。一般に受け入れられている減衰物質の厚さは、ほとんどのベータ粒子に対してはアルミニウムで 5 mm、ガンマ線に対しては鉛で 3 インチである。

これらはすべて、自然発生源と人工発生源の両方に適用できます。人工発生源の場合、封じ込めの使用は線量摂取量を減らすための主要な手段であり、遮蔽と開放環境からの隔離を効果的に組み合わせたものです。放射性物質は、ホットセル（放射線用）やグローブボックス（汚染用）などの、可能な限り小さなスペースに閉じ込められ、環境から遮断されます。たとえば、医療用の放射性同位元素は、通常はグローブボックスなどの閉鎖された取り扱い施設で分配されますが、原子炉は、放射性物質を封じ込めるための複数の障壁を備えた閉鎖系内で稼働します。作業室、ホットセル、グローブボックスでは、空気圧がわずかに下げられており、空気中の物質が開放環境に漏れるのを防ぎます。

核紛争や民間の核放出では、民間防衛措置により、同位元素の摂取や職業被曝を減らすことで、住民の被曝を減らすことができます。その 1 つは、放射性ヨウ素(核分裂の主要な放射性同位元素の 1 つ) が人間の甲状腺に取り込まれるのを防ぐヨウ化カリウム (KI) 錠剤の問題です。

職業上被ばくする個人は、彼らが働く国の規制枠組みの範囲内で、また現地の原子力ライセンスの制約に従って管理される。これらは通常、国際放射線防護委員会の勧告に基づいている。ICRPは人工放射線の制限を勧告している。職業上の被ばくの場合、制限は1年間で50mSv、連続5年間で最大100mSvである。^[25]

これらの人々の放射線被曝は、放射性粒子の濃度、エリアガンマ線量測定値、放射能汚染を測定する線量計やその他の放射線防護機器を使用して注意深く監視されています。線量の法的記録が保管されます。

職業上の被ばくが懸念される活動の例には、次のようなものがあります。

• 航空機乗務員（最も感染リスクが高い人々）
• 工業用放射線検査
• 医療放射線学および核医学^{[33] [34]}
• ウラン採掘
• 原子力発電所および核燃料再処理工場の労働者
• 研究機関（政府、大学、民間）

人工放射線源の中には、実効線量（放射線）として知られる直接放射線によって身体に影響を与えるものもあれば、放射能汚染の形をとって身体の内部から放射線を照射するものもあります。後者は預託線量として知られています。

診断用X 線、核医学、放射線療法などの医療処置は、一般大衆にとって人為的な放射線被曝の最も重大な発生源です。使用される主要な放射性核種には、 I-131、Tc-99m、Co-60、Ir-192、Cs-137などがあります。一般大衆は、タバコ(ポロニウム-210)、可燃性燃料 (ガス、石炭など)、テレビ、夜光時計や文字盤 (トリチウム)、空港のX 線システム、煙探知器(アメリシウム)、電子管、ガスランタンのマントル (トリウム)などの消費財からも放射線に被曝します。

規模は小さいが、一般市民はウラン処理から使用済み燃料の処分までの全過程を含む核燃料サイクルから放射線にさらされている。こうした被ばくの影響は、被ばく線量が極めて低いため、信頼性のある測定は行われていない。反対派は、広く受け入れられている線形閾値なしモデル( LNT) を応用した、線量あたりのがんモデルを用いて、こうした活動が年間数百件のがんを引き起こしていると主張している。

国際放射線防護委員会は、医療や職業上の被ばくを除いて、公衆への人工放射線の実効線量を年間平均1mSv（0.001Sv）に制限することを推奨している。^[25]

核戦争では、最初の兵器の爆発と放射性降下物の両方から発生するガンマ線が放射線被曝の原因となるでしょう。

質量粒子は、太陽陽子事象（SPE）からの太陽粒子と宇宙源からの銀河宇宙線を受ける地球磁場外の宇宙飛行士にとって懸念事項です。これらの高エネルギー荷電核は地球の磁場によってブロックされますが、月や地球軌道外の遠隔地へ旅行する宇宙飛行士にとって大きな健康上の懸念となります。陽子は銀河宇宙線の大部分を占めていますが、特に高電荷HZEイオンは非常に有害であることが知られています。証拠は、過去のSPE放射線レベルが防護されていない宇宙飛行士にとって致命的であったことを示しています。^[35]

飛行機での移動では、乗客は宇宙からの放射線に海面レベルと比べて多くさらされる。これには宇宙線や太陽フレア現象などが含まれる。^{[36] [37]} Epcard 、CARI、SIEVERT、PCAIREなどのソフトウェアプログラムは、航空機の乗務員や乗客の被ばくをシミュレートする試みである。^[37]測定された線量（シミュレートされた線量ではない）の例としては、高緯度極地ルートでのロンドン・ヒースロー空港から東京・成田空港までの1時間あたり6μSvがある。^[37]ただし、太陽活動が活発な時期などには線量が変化する可能性がある。^[37]米国のFAAは航空会社に宇宙放射線に関する情報を乗務員に提供することを義務付けており、国際放射線防護委員会は一般市民に対して年間1mSv以下を推奨している。^{[37]さらに、多くの航空会社は、欧州指令に準拠するため、}妊娠中の乗務員の搭乗を許可していない。^[37] FAAは妊娠中の総被ばく量を1mSv、1ヶ月あたり0.5mSv以下にすることを推奨している。^[37]この情報は2008年に出版されたFundamentals of Aerospace Medicineに基づいている。^[37]

危険なレベルの電離放射線は、黄色の背景に三つ葉のマークが描かれています。これらは通常、放射線管理区域の境界や、人間の介入により放射線レベルが背景レベルを大幅に上回っている場所に掲示されます。

赤色の電離放射線警告シンボル（ISO 21482）は2007年に導入され、食品照射装置、がん治療用遠隔治療装置、産業用放射線撮影装置など、死亡または重傷を引き起こす可能性のある危険な放射線源として定義されているIAEAカテゴリー1、2、3の放射線源を対象としています。このシンボルは、放射線源を収容する装置に表示され、装置を分解したり近づいたりしないように警告します。通常の使用では見えず、誰かが装置を分解しようとした場合のみ見えます。このシンボルは、建物の出入り口、輸送パッケージ、コンテナには表示されません。^[38]

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  電離放射線危険シンボル
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  2007年ISO放射能危険シンボルは、死亡または重傷を引き起こす可能性のある危険な放射源として定義されているIAEAカテゴリー1、2、3の放射源を対象としています。 ^[38]

• ICRP (2007)。国際放射線防護委員会の2007年勧告（ICRP年報）。ICRP出版物103。第37巻：2～4。ISBN 978-0-7020-3048-2. 2012年11月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2012年5月17日閲覧。

• 米国原子力規制委員会は、米国におけるほとんどの商業用放射線源と非医療目的の放射線被曝を規制しています。
• NLM 有害物質データバンク – 電離放射線
• 原子放射線の影響に関する国連科学委員会2000年報告書 第1巻：放射線源、第2巻：影響
• 電離放射線測定の初心者ガイド
• Mike Hanley。「XrayRisk.com: 放射線リスク計算機。放射線量とがんリスクを計算します」。（CTスキャンとX線から）。
• 無料の放射線安全コースは、2018-04-16 にWayback Machineでアーカイブされています
• 健康物理学会公教育ウェブサイト
• オークリッジ保護区の放射線に関する基本情報