Loading article…
電離放射線（イオン化放射線とも綴られる）は、原子や分子から電子を分離して電離させるのに十分なエネルギーを個々の光子または粒子ごとに持つ亜原子粒子または電磁波から構成されます。[ 1 ]一部の粒子は光速の99%まで移動することができ、それらの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領域は電離放射線です。低エネルギー紫外線、可視光線、赤外線、マイクロ波、および電波は非電離放射線です。ほぼすべての種類のレーザー光は非電離放射線です。
紫外線領域における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ない。電離放射線のエネルギーは、約 10電子ボルト(eV) から始まる。[ 2 ]
電離性素粒子には、アルファ粒子、ベータ粒子、中性子などがあります。これらの粒子は放射性崩壊によって生成され、ほとんどすべてが電離するのに十分なエネルギーを持っています。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、陽電子などがあります。[ 3 ] [ 4 ]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、それが崩壊して電離放射線を放出します。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、バックグラウンド放射線に寄与しています。電離放射線は、 X線管、粒子加速器、核分裂によっても人工的に生成されます。
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用いて検出・測定する。しかし、非常に高エネルギーの粒子は、有機物や無機物（チェレンコフ放射線による水の発光など）や人体（急性放射線症候群など）に目に見える影響を与えることがある。[ 5 ]
電離放射線は、医療、原子力発電、研究、工業製造など、さまざまな分野で使用されていますが、過剰被ばくに対する適切な対策が講じられていない場合は健康被害をもたらします。電離放射線への被ばくは、生体組織の細胞損傷や臓器損傷を引き起こします。高線量の急性被ばくは放射線熱傷や放射線障害を引き起こし、低線量の被ばくが長期間続くと癌を引き起こす可能性があります。[ 6 ] [ 7 ]国際放射線防護委員会（ICRP）は、電離放射線防護と人体への線量吸収の影響に関するガイダンスを発行しています。
電離放射線は、直接電離放射線と間接電離放射線に分類できる。
質量を持つ荷電粒子は、十分な運動エネルギーがあれば、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電離することができる。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原子核などがある。これらの粒子は、相対論的速度（光速cに近い速度）で運動すると、電離するのに十分な運動エネルギーを持つが、速度にはかなりのばらつきがある。例えば、典型的なアルファ粒子はcの約5%の速度で運動するが、33 eVの電子（電離するのにちょうど十分なエネルギー）はcの約1%の速度で運動する。
最初に発見された直接電離放射線の2種類は、放射性崩壊の際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ある。
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、これらの粒子はしばしば空気分子によって阻止され、短寿命の荷電パイ中間子が生成されます。パイ中間子はすぐにミューオンに崩壊し、地球表面に到達する主要な宇宙線放射の一種となります。パイ中間子は粒子加速器でも大量に生成できます。
アルファ（α）粒子は、2個の陽子と2個の中性子が結合してできた粒子、すなわちヘリウム4原子核から構成されています。アルファ粒子の放出は、一般的にアルファ崩壊の過程で発生します。
アルファ粒子は強力な電離放射線ですが、放射性崩壊によって放出される場合、透過力が低く、数センチメートルの空気や人間の皮膚の最上層に吸収されます。三元核分裂から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、空気中を比例してより深く透過します。宇宙線の10～12%を占めるヘリウム原子核も、通常は放射性崩壊から放出されるものよりも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します。しかし、この種の放射線は地球の大気によって大きく吸収され、地球の大気は水約10メートルに相当する放射線遮蔽物となります。[ 8 ]
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を電離作用の降順に並べた際に、ギリシャ語アルファベットの最初の文字であるαにちなんで名付けられました。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、 He²⁺または4²He²⁺とも呼ばれます。電荷が +2 eのヘリウム (2 つの電子が欠落している) を示しています。イオンが周囲から電子を獲得する場合、α 粒子は通常の (電気的に中性の) ヘリウム原子4 2 Heとして記述できます。
ベータ（β）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。β粒子の生成はベータ崩壊と呼ばれます。β崩壊には、それぞれ電子と陽電子を生成するβ−とβ+の2つの形態があります。[ 9 ]ベータ粒子はガンマ線よりも透過力ははるかに低いですが、アルファ粒子よりも透過力は高いです。
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（「制動放射線」）と呼ばれるX線や、二次電子（デルタ線）を生成することがあります。これらはいずれも間接的な電離作用を引き起こす可能性があります。ベータ線放出源を遮蔽する際には、ベータ粒子と一部の遮蔽材との相互作用によって制動放射が発生するため、制動放射が問題となります。この効果は原子番号の大きい物質ほど大きくなるため、ベータ線源の遮蔽には原子番号の小さい物質が使用されます。
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、対消滅が起こり、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-陽電子対消滅を参照）。陽電子は正電荷を持つ粒子であるため、クーロン相互作用によって原子を直接イオン化することができます。
陽電子は、陽電子放出核崩壊（弱い相互作用による）または十分なエネルギーを持つ光子からの電子・陽電子対生成によって生成される。陽電子は、医療用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ある。
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）を除いて地球上には自然発生源はありません。しかし、宇宙空間では、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、または皮膚によって最初は阻止される可能性があります。しかし、その結果生じる相互作用は二次放射線を発生させ、連鎖的な生物学的影響を引き起こします。たとえば、組織の原子が1つでも高エネルギー陽子によって移動した場合、衝突によって体内でさらなる相互作用が引き起こされます。これは「線エネルギー伝達」（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の法則に従って別のボールに衝突し、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配されて両方とも飛び出す様子として視覚化できます。帯電した原子核が宇宙空間の比較的ゆっくりと動く物体の原子核に衝突すると、LETが発生し、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衝突によって放出され、組織の総吸収線量に寄与します。[ 10 ]
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ある。
光子は電気的に中性であるにもかかわらず、光電効果やコンプトン効果によって間接的に原子を電離させることができる。これらの相互作用のいずれかによって、原子から電子が相対論的速度で放出され、その電子が（二次）ベータ粒子に変化し、他の原子を電離する。電離し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ある。[ 11 ]
放射光子は、原子核内での核反応、素粒子崩壊、または放射性崩壊によって生成される場合は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。「光子」という一般的な用語は、両方を説明するために使用されます。[ 12 ] [ 13 ] [ 14 ]
X線は通常、ガンマ線よりもエネルギーが低く、古い慣習ではその境界を波長10⁻¹¹m（または光子エネルギー100keV）と定義していました。 [ 15 ]この閾値は、古いX線管の歴史的な制限と異性体遷移に対する認識の低さによって決定されました。現代の技術と発見により、X線とガンマ線のエネルギーには重複があることが示されています。多くの分野では、これらは機能的に同一であり、地上の研究において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維持されており、X線は約120eV から120keVの間 、ガンマ線は発生源に関係なく100～120keVを超える任意のエネルギーと定義されています 。ほとんどの天文「ガンマ線」は放射能に由来するものではなく、天文X線を生成するのと同様のプロセスによって生じることが知られているが、その駆動力となる電子ははるかに高エネルギーである。
光電吸収は、古典的なX線管由来のX線に典型的な100 keV以下の光子エネルギーにおいて、有機材料における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 によって物質を電離させ、さらに5 MeVを超えるエネルギーでは電子対生成によって間接的に電離させます。添付の相互作用図は、2つのコンプトン散乱が連続して起こる様子を示しています。それぞれの散乱事象において、ガンマ線は電子にエネルギーを伝達し、電子はエネルギーを減少させながら異なる方向に進み続けます。
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10 eVを超える光子エネルギー( 124ナノメートルの遠紫外線波長に相当) を持つものと定義しています。[ 2 ]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ほぼ相当し、どちらも約 14 eV です。[ 16 ]環境保護庁のいくつかの資料では、典型的な水分子の 33 eV のエネルギーでのイオン化が、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。 [ 17 ]この値は、いわゆるW 値、つまりICRUのガス中で形成されるイオン対あたりに消費される平均エネルギーの通称を表しており、[ 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合わせたものです。[ 19 ]電磁放射の波長が38ナノメートルの場合、33 eVは、極端紫外線とX線放射の間の従来の10 nm波長遷移のエネルギー（約125 eV）に近い。したがって、X線放射は常に電離性であるが、すべての定義の下で電離性であると考えられるのは極端紫外線放射のみである。
中性子は正味の電荷がゼロであるため[ 20 ]、間接電離放射線に分類されます[ 21 ]。荷電粒子とは異なり、中性子は通常、長距離静電相互作用によって原子を直接電離しません。しかし、高速中性子は、線エネルギー伝達（粒子が通過する物質に伝達するエネルギー）を介して水素中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、水素原子が直接電離されます。中性子が水素原子核に衝突すると、陽子放射線（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持ち、電子と相互作用するため、それ自体が電離性です。
水素以外の原子核に衝突する中性子は、線エネルギー伝達が起こる場合、他の粒子に伝達するエネルギーが少なくなります。しかし、多くの原子核では、中性子が衝突すると非弾性散乱が起こります。弾性散乱か非弾性散乱かは、中性子の速度（高速中性子、熱中性子、またはその中間）に依存します。また、衝突する原子核とその中性子断面積にも依存します。
非弾性散乱では、中性子は中性子捕獲と呼ばれる核反応で容易に吸収され、原子核の中性子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。例えば、酸素16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を生成し、それが再び酸素16に崩壊します。短寿命の窒素16の崩壊は強力なベータ線を放出します。この過程は次のように表すことができます。
16O (n,p) 16N (11 MeV以上の中性子で高速中性子捕獲が可能)
16N → 16O + β− (崩壊半減期 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、制動放射によって高エネルギーγ線を放出する。
16O (n,p) 16N反応は好ましい反応ではないものの、加圧水型原子炉の冷却水から放出されるX線の主要な発生源であり、水冷式原子炉の運転中に発生する放射線に大きく寄与している。
中性子を最も効果的に遮蔽するためには、水素を豊富に含む炭化水素が用いられる。
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、核分裂生成物である娘核種からの電離量を増加させる可能性がある。
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秒です。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します。この過程はベータ崩壊として知られています。[ 22 ]
隣の図では、中性子が標的物質の陽子と衝突し、高速反跳陽子となって、さらに電離します。その経路の終点で、中性子は原子核に捕獲され、（n,γ）反応を起こして中性子捕獲光子を放出します。このような光子は常に電離放射線として分類され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、および極めて高エネルギーのガンマ線（20 MeV以上）は、核変換および誘導放射能を引き起こす可能性がある。関連するメカニズムは、中性子活性化、アルファ線吸収、および光崩壊である。
分子の電離は放射線分解（化学結合の切断）を引き起こし、反応性の高いフリーラジカルを生成す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、周囲の物質と化学反応を起こすことがあります（例えば、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など）。電離放射線は、重合や腐食などの既存の化学反応を、反応に必要な活性化エネルギーに寄与することで加速させることもあります。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、特徴的な青紫色の電離空気発光を引き起こすことがあります。この発光は、例えば臨界事故時、核爆発直後のキノコ雲周辺、あるいはチェルノブイリ原発事故のように損傷した原子炉内部などで観測されます。
溶融ナトリウムなどの単原子流体は、切断すべき化学結合も乱すべき結晶格子も持たないため、電離放射線の化学的影響を受けない。一方、フッ化水素などの生成エンタルピーが非常に負の値を示す単純な二原子化合物は、電離後、急速かつ自発的に再生する。
物質のイオン化は一時的に導電率を高め、有害な電流レベルを許容する可能性があります。これは電子機器に使用される半導体マイクロエレクトロニクスにおいて特に危険であり、その結果生じる電流は動作エラーを引き起こしたり、デバイスを永久的に損傷させたりする可能性があります。原子力産業や宇宙空間など、高放射線環境で使用されるデバイスは、設計、材料選定、製造方法によって、このような影響に対する耐放射線性を高めることができます。
電離放射線は、 CMOSデバイスのSi/SiO2界面など、2つの材料間の界面にある不動態化されたダングリングボンドを再活性化することにより、界面トラップの密度を増加させる可能性がある。[ 23 ]これらのトラップは電荷キャリアを捕捉し、移動度の劣化、ノイズの増加、しきい値電圧のシフトなどの寄生効果をもたらす。
宇宙空間に存在する陽子線も、デジタル回路に単一イベントエラーを引き起こす可能性がある。電離放射線の電気的効果は、ガイガーカウンターや電離箱などのガス充填型放射線検出器で利用されている。
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、大きく2つのカテゴリーに分類できる。
最も一般的な影響は、放射線被ばく後数年または数十年の潜伏期間を伴う確率的放射線誘発癌です。たとえば、電離放射線は慢性骨髄性白血病の原因の1つですが、[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] CML患者のほとんどは放射線に被ばくしていません。[ 26 ] [ 27 ]この現象が発生するメカニズムはよく理解されていますが、リスクレベルを予測する定量モデルは依然として議論の的となっています。
最も広く受け入れられているモデルである線形無閾値モデル（LNT）は、電離放射線による癌の発生率が、実効放射線量に対してシーベルトあたり5.5%の割合で直線的に増加すると主張している。[ 28 ]これが正しいとすれば、自然放射線は一般公衆衛生にとって最も危険な放射線源であり、医療画像診断がそれに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。
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のに十分なエネルギーを持つ放射線によってもDNA分子は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は低いが、それに近い。良い例は紫外線スペクトルエネルギーで、約3.1 eV（400 nm）から始まる。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エネルギーレベルとほぼ同じであり、（UV-B領域では）DNAにも損傷（例えば、ピリミジン二量体）を引き起こす。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体組織に損傷を与えるが、これは電離には至らないものの、同様の非熱効果を生み出す。ある程度、可視光線、そして可視光線に最も近い紫外線A（UVA）は、皮膚内で活性酸素種を生成することが証明されており、これらは電子的に励起された分子であり、日焼け（紅斑）は引き起こさないものの、反応性損傷を引き起こす可能性があるため、間接的な損傷を引き起こします。[ 29 ]電離損傷と同様に、皮膚におけるこれらの影響はすべて、単純な熱効果によって引き起こされるものを超えています。
下の表は、放射線量と線量値をSI単位系と非SI単位系で示したものです。
電離放射線は、産業、軍事、医療など多くの用途があります。その有用性と危険性のバランスを取る必要があり、そのバランスは時代とともに変化してきました。例えば、かつてアメリカの靴屋では、店員が子供の靴のサイズを確認するためにX線を使用していましたが、電離放射線の危険性がよりよく理解されるようになったため、この方法は中止されました。[ 31 ]
中性子線は原子炉や核兵器の作動に不可欠です。X線、ガンマ線、ベータ線、陽電子線の透過力は、医療画像診断、非破壊検査、およびさまざまな工業用ゲージに使用されます。放射性トレーサーは、医療および工業用途、ならびに生物化学および放射線化学で使用されます。アルファ線は、静電気除去装置および煙探知機に使用されます。電離放射線の殺菌効果は、医療器具の洗浄、食品照射、および不妊虫放飼法に役立ちます。炭素14の測定は、放射性炭素年代測定に使用されます。
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発生します。自然発生源としては、太陽、雷、超新星爆発などがあります。人工発生源としては、原子炉、粒子加速器、X線管などがあります。
国連原子放射線影響科学委員会（UNSCEAR）は、人体への被ばくの種類を列挙した。
国際放射線防護委員会は、放射線被ばく線量の推奨限度値を定める国際放射線防護システムを管理している。
背景放射線は、自然発生源と人工発生源の両方から発生する。
世界における人間の年間平均電離放射線被ばく量は約3 ミリシーベルト（0.3レム）で、その80%は自然放射線によるものです。残りの20%は、主に医療画像診断 などの人工放射線源による被ばくです。先進国では、 CTスキャンや核医学検査などにより、人工放射線被ばく量がはるかに高くなっています。
自然放射線は、宇宙放射線、太陽放射線、地表からの放射線、人体内の放射線、ラドンという5つの主要な発生源から生じます。
自然放射線のバックグラウンド率は場所によって大きく異なり、地域によっては 1.5 mSv/a (1.5 mSv/年) と低い場合もあれば、100 mSv/a を超える場合もあります。地球表面で記録された純粋な自然放射線の最高レベルは、モナザイト で構成されたブラジルの黒砂海岸で 90 μGy/h (0.8 Gy/a)です。[ 32 ]居住地域で最も高いバックグラウンド放射線はラムサールで見られ、これは主に建材として使用されている天然放射性石灰岩によるものです。最も被ばくしている約 2000 人の住民は、平均して年間10 mGy (1 rad /年) の放射線量を受けており、これは人工線源からの公衆被ばくに対する ICRP の推奨限度の 10 倍です。[ 33 ]記録的なレベルが家屋で発見され、外部放射線による実効放射線量は 135 mSv/a (13.5 rem/年)、ラドンによる預託線量は640 mSv/a (64.0 rem/年) であった。[ 34 ]この特異なケースは、世界の平均バックグラウンド放射線の 200 倍以上である。ラムサールの住民が受けるバックグラウンド放射線の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過大に表現している可能性がある。一般的に、放射線安全組織は、安全側に立つのが最善であると仮定して、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であるが、バックグラウンド放射線の危険性に対する恐怖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、環境中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。
地球とそこに生息するすべての生物は、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、太陽系外からの放射線である、正に帯電した原子核（イオン）などの相対論的粒子で構成されています。1 Daの プロトン（約85%）から～56 Daの鉄原子核、さらにはそれ以上のエネルギーを持つ粒子も存在します。（原子番号の大きい粒子はHZEイオンと呼ばれます。）この放射線のエネルギーは、最大の粒子加速器であっても人間が作り出すことができるエネルギーをはるかに超える可能性があります（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、 X線、ミューオン、陽子、反陽子、アルファ粒子、パイ中間子、電子、陽電子、中性子などの二次放射線を生成して地上に降り注ぎます。
宇宙放射線による被ばく線量は主にミューオン、中性子、電子によるもので、その線量率は世界のさまざまな地域で異なり、主に地磁気、高度、太陽活動周期に基づいています。航空機における宇宙放射線の被ばく線量率は非常に高く、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、原子力発電所の従業員を含む他のどの労働者よりも平均して多くの被ばく線を受けています。航空会社の乗務員は、この種の放射線が最大となる高高度で北極または南極に近い飛行ルートを定期的に担当する場合、より多くの宇宙線を受けます。
宇宙線には、太陽や人為的な発生源から生じるエネルギーをはるかに超える高エネルギーのガンマ線も含まれる。
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。これらの放射性物質から受ける被ばく線量の大部分は、建材に含まれるガンマ線放出体、あるいは屋外では岩石や土壌から放出されるものです。地上放射線に関して特に懸念される主要な放射性核種は、カリウム、ウラン、トリウムの同位体です。これらの放射性物質は、地球形成以来、いずれも放射能が低下し続けています。
生命の構成要素である地球上のあらゆる物質には、放射性成分が含まれています。生物が食物、空気、水を摂取すると、体内に放射性同位元素が蓄積されます（バナナ等価線量を参照）。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、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、自然放射線による個人の総被ばく線量に寄与します。
自然放射線の重要な発生源の一つはラドンガスであり、これは岩盤から絶えず染み出しているが、密度が高いため換気の悪い家屋に蓄積する可能性がある。
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ます。ラドンは非喫煙者の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。[ 35 ]
曝露を制限するための標準的な方法は3つあります。
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、封じ込めは被ばく線量を低減する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。放射性物質は可能な限り小さな空間に閉じ込められ、ホットセル（放射線用）やグローブボックス（汚染用）などの環境から隔離されます。例えば、医療用放射性同位体は、通常グローブボックスなどの密閉された取扱施設で分注されます。一方、原子炉は、放射性物質を封じ込める複数の障壁を備えた密閉システム内で稼働します。作業室、ホットセル、グローブボックスは、空気中の物質が開放環境に漏れるのを防ぐために、わずかに気圧を下げています。
核紛争や民間における核物質の放出において、民間防衛対策は、同位体の摂取量や職業被ばくを減らすことで、住民の被ばく量を低減するのに役立ちます。その一つがヨウ化カリウム（KI）錠剤です。これは、放射性ヨウ素（核分裂の主要な放射性同位体生成物の一つ）が人間の甲状腺に取り込まれるのを阻害します。
職業被ばく者は、勤務国の規制枠組みおよび現地の原子力許可の制約に従って管理されます。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ます。ICRPは人工放射線の制限を推奨しています。職業被ばくの場合、制限は1年間で50 mSv、連続する5年間で最大100 mSvです。[ 28 ]
これらの人々の放射線被ばくは、線量計やその他の放射線防護機器を用いて綿密に監視され、放射性粒子濃度、区域ガンマ線量、放射性汚染などが測定されます。被ばく線量の記録は法的に保管されます。
職業上の曝露が懸念される活動の例としては、以下のようなものがあります。
人工放射線源の中には、直接的な放射線によって人体に影響を与えるものがあり、これは実効線量（放射線量）として知られています。一方、放射性汚染という形で人体内部から放射線を照射するものもあり、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、一般市民が被ばくする人工放射線の最も重要な発生源です。使用される主な放射性核種には、 I-131、Tc-99m、Co-60、Ir-192、Cs-137などがあります。また、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線検査装置、煙探知機（アメリシウム）、電子管、ガス灯のマントル（トリウム）などの消費財からも放射線に被ばくしています。
程度は低いものの、一般市民は核燃料サイクル（ウランの処理から使用済み燃料の処分までの全工程を含む）からの放射線に被ばくしている。このような被ばくの影響は、線量が極めて低いため、正確に測定されていない。反対派は、線量当たりの癌発生率モデルを用いて、こうした活動が年間数百件の癌を引き起こすと主張している。これは、広く受け入れられている線形無閾値モデル（LNT）の応用である。
国際放射線防護委員会は、医療および職業被ばくを除いて、一般市民への人工放射線被ばくを年間平均1 ミリシーベルト（0.001シーベルト）の実効線量に制限することを推奨している。 [ 28 ]
核戦争においては、最初の兵器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ばくの原因となる。
地球の磁場外にいる宇宙飛行士にとって、太陽陽子現象（SPE）からの太陽粒子や宇宙源からの銀河宇宙線を受けることになるため、巨大粒子は懸念事項です。これらの高エネルギー荷電原子核は地球の磁場によって遮られますが、月や地球軌道外のあらゆる遠隔地へ旅行する宇宙飛行士にとって、健康上の大きな懸念事項となります。特に高電荷のHZEイオンは極めて有害であることが知られていますが、銀河宇宙線の大部分は陽子で構成されています。過去のSPE放射線レベルは、防護されていない宇宙飛行士にとっては致命的であったことを示す証拠があります。[ 39 ]
航空機の乗客は、海面と比較して宇宙からの放射線（宇宙線や太陽フレア現象など）にさらされる機会が増えます。[ 40 ] [ 41 ] Epcard 、CARI、SIEVERT、PCAIREなどのソフトウェアプログラムは、乗務員や乗客の被ばくをシミュレートしようとする試みです。[ 41 ]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、 極地ルートでロンドン・ヒースローから東京成田まで1時間あたり6μSvがあります。[ 41 ]ただし、太陽活動が活発な時期など、線量は変動する可能性があります。[ 41 ]米国連邦航空局（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（ICRP） は一般市民に対して年間1mSv以下を推奨しています。 [ 41 ]また、多くの航空会社は、欧州指令を遵守するため、妊娠中の乗務員の搭乗を認めていません。[ 41 ] FAAは、 妊娠中の総被ばく量を1mSv、月あたりの被ばく量を0.5mSv以下にすることを推奨しています 。[ 41 ]この情報は、元々は2008年に出版された「航空宇宙医学の基礎」に基づいています。 [ 41 ]
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で示されます。これらのマークは通常、放射線管理区域の境界、または人為的な要因により放射線レベルがバックグラウンドレベルを著しく上回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、がん治療用の遠隔放射線治療装置、工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線源として定義されているIAEAカテゴリー1、2、3の線源を対象としています。このシンボルは、装置を分解したり、近づいたりしないように警告するために、線源を収容する装置に貼付されます。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にのみ表示されます。このシンボルは、建物の出入口、輸送用パッケージ、またはコンテナには貼付されません。[ 42 ]
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）