実効線量（じっこうせんりょう、英: effective dose）は、線量当量の一つ。電離放射線を被曝した人体組織の吸収線量（Gy）に放射線荷重係数を乗じた等価線量に、さらに組織荷重係数を乗じて合計したもの[1]。
等価線量が各組織・臓器の局所被曝線量を表すために用いられる単位系であるのに対して、実効線量は体全体への生物学的影響をはかるために用いられる[1]。単位はSv（シーベルト）。
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目次
- 1 計算式
- 2 組織荷重係数
- 3 実効線量係数
- 4 外部被曝による実効線量の計算
- 5 預託線量
- 6 集団実効線量
- 7 脚注
- 8 関連項目
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計算式
計算式は、以下の通りである。
- 実効線量 = （その臓器の等価線量 × その臓器の組織荷重係数）
- = （生殖腺の等価線量 x 生殖腺の組織荷重係数） + （赤色骨髄の等価線量 x 赤色骨髄の組織荷重係数） + （） + （）+ （）....
組織荷重係数
組織荷重係数とは、各組織・臓器における放射線の影響度（放射線感受性）の指標となる係数であり、各組織・臓器がどれだけ放射線の影響を受けやすいかという度合いである[1]。
国際放射線防護委員会 (ICRP) がこれまでに勧告した各組織・臓器の組織荷重係数は下表の通り[2][3][4]。なお、各個人の組織・臓器の係数の和は1であり、現行の国内法は1990年勧告の組織荷重係数を元にしている。
組織荷重係数
| 組織・臓器 |
組織荷重係数 |
| ICRP103 (2007年) |
ICRP60 (1990年) |
ICRP23 (1977年) |
| 生殖腺 |
0.08 |
0.20 |
0.25 |
| 赤色骨髄、肺 |
各 0.12 |
各 0.12 |
各 0.12 |
| 結腸、胃 |
各 0.12 |
各 0.12 |
項目なし |
| 乳房 |
0.12 |
0.05 |
0.15 |
| 甲状腺 |
0.04 |
0.05 |
0.03 |
| 肝臓、食道、膀胱 |
各 0.04 |
各 0.05 |
項目なし |
| 骨表面 |
0.01 |
0.01 |
0.03 |
| 皮膚 |
0.01 |
0.01 |
項目なし |
| 唾液腺、脳 |
各 0.01 |
項目なし |
項目なし |
| 残りの組織・臓器 |
0.12 |
0.05 |
0.30 |
ここで注意が必要なのは、等価線量も実効線量も同じシーベルト（Sv）の単位で表しているために混同しがちであることである。例えば、被曝が皮膚のみで、その被曝量が100mSv（等価線量）である場合、実効線量は、皮膚の組織荷重係数（0.01）をかけて、1mSvとなる。被曝しきい値などの記述で実効線量と等価線量が併記されている場合は、それぞれどちらの線量を示しているのか確認する必要がある。組織荷重係数は小数点以下なので、実効線量は等価線量よりもはるかに低い値となることが多い。
実効線量係数
なお、臓器・組織の線量を直接測定できないため、放射線業務従事者等の外部被曝の実効線量は通常は個人線量測定器の測定結果から法令等に基づく計算式で算出し、内部被曝の場合は実効線量係数を用いて算出する。
実効線量係数とは、内部被曝の元になる体内に入ってきた核種からの被曝線量を算出する為の係数である。各放射性元素でもその化学形態で被曝量はことなり、また吸入か経口摂取かの違いでも異なってくる、等で換算係数には大きく幅がある[1][5]。
例) 単位は (mSv/Bq) Bqはベクレル
実効線量係数
| 核種 |
換算係数 |
| 三重水素 3H |
1.8x10-8 |
| ヨウ素 131I |
1.1~2.2x10-5 |
| セシウム 137Cs |
1.3x10-5~6.7x10-6 |
| プルトニウム 239Pu |
9.0x10-6 ~ 3.2x10-2 |
外部被曝による実効線量の計算
ここでは放射線業務従事者等が装着した個人線量測定器[6]の測定線量から日本の法令に基づいて外部被曝による実効線量を計算する場合を述べる。外部被曝による実効線量計算式を示すにあたっては個人線量モニタリングの方法に触れる必要がある。
線量当量には区分があり、皮膚表面からの深さによって70μm線量当量、3mm線量当量、1cm線量当量となっていて、70μmは皮膚の基底層、3mmは眼の水晶体、1cmはその他すべてを対象とする線量当量である[7][8]。
また、個人線量モニタリングは全身均等被曝を基本的な仮定とし、男子（および妊娠不能な女子）は胸部に、妊娠可能な女子は腹部に個人線量測定器を装着する。これは女子では胎児被曝を主に考慮しており、男子では造血組織である赤色骨髄の被曝を主に考慮しているためである。
不均等被曝が考慮されるべき場合には全身を「頭頸部」、「胸部・上腕部」、「腹部・大腿部」、「その他」の4部位に区分してその部位内では均等被曝を仮定し、全身均等被曝の場合の個人線量測定器装着部位以外の部位が最大被曝をするおそれのある場合にはその部位にも装着する。手指などの「その他」の部位が多く被曝する放射線作業では指輪型個人線量測定器も用いられるが、「その他」の部位は（中性子線被曝がない限り）皮膚の70μm線量当量のみを測定する[9]。例えば、X線使用業務で肩から膝下まで鉛入り防護エプロンを着用する場合は個人線量測定器をエプロンの下の胸部または腹部に装着し、さらに頭頸部（エプロンの外）に装着し、また作業内容によっては手指にも装着することになる。
以前は3種類の線量当量すべてを測定することとなっていたが、2001年の改正法令施行により70μm線量当量と1cm線量当量のみの測定となった。これは実務上、3mm線量当量が他の二者の大きい方を超えないためで、眼の水晶体の等価線量はいずれか大きい方の値（安全評価側）を採用する[10]。
実効線量の計算には1cm線量当量のみが用いられる。過去の法令では組織荷重係数を元にした「実効線量当量」の計算式が示されていたが、ICRP 1990年勧告を受けた2001年の改正法令施行により組織加重係数がICRP 1977年勧告から変更され、不均等被曝による影響が小さくなったとして実効線量の計算式は放射線障害防止法令に明示されず、「適切な方法による」という表現になった。しかし、科学技術庁（当時）の通知には参考として平成11年4月の放射線審議会基本部会の示した式を掲載しており[11][4]、事実上以下の式が現在の計算式となっている。
- HEE = 0.08Ha + 0.44Hb + 0.45Hc + 0.03Hm
ここで、
- HEE ： 外部被曝による実効線量当量
- Ha ： 頭頸部における1cm線量当量
- Hb ： 胸部および上腕部における1cm線量当量
- Hc ： 腹部および大腿部における1cm線量当量
- Hm ： 頭頸部、胸部・上腕部および腹部・大腿部のうち外部被曝による線量当量が最大となるおそれのある部分における1cm線量当量
である。
男性がX線使用業務で肩から膝下まで鉛入り防護エプロンを着用し、頭頸部線量当量が胸部・上腕部線量当量より大きかった場合を例にすると、
- HEE = (0.08 + 0.03) Ha + (0.44 + 0.45) Hb
となる。
預託線量
内部被曝分を物理学的半減期と生物学的半減期（人体の代謝排泄機能による）を考慮して一生（50年間; 子供の場合は70歳になるまで）における総被曝量を累計したものが預託線量である[1]。また、これに放射線荷重係数、組織荷重係数を掛けることで、実効線量に相当する値を算出することができ、これを預託実効線量と称する。
内部被曝による被曝は長期にわたるため、生涯の健康リスクを評価するには預託実効線量を用いる[12]。
集団実効線量
詳細は「集団積算線量」を参照
脚注
- ^ a b c d e 日本分析センター 放射線用語の説明 閲覧2011-7-11
- ^ SOURCES AND EFFECTS OF IONIZING RADIATION, Annex A, UNSCEAR Report 200840頁表A1 閲覧2011-7-20
- ^ ICRP 2007年基本勧告に基づく外部被ばく線量換算係数の計算 RISTニュース No.47、財団法人高度情報科学技術研究機構、2009年
- ^ a b 外部被ばく及び内部被ばくの評価法に係る技術的指針 I.外部被ばく 3.不均等被ばくの評価方法について 科学技術庁放射線審議会、1999年
- ^ 放射線を放出する同位元素の数量等を定める件（平成十二年科学技術庁告示第五号） 別表第2
- ^ 個人線量計 原子力百科事典ATOMICA
- ^ 「サーベイメータ（α線、β線、γ線、中性子等）」の用語解説 原子力百科事典ATOMICA
- ^ 1センチメートル線量当量 原子力百科事典ATOMICA
- ^ 放射性同位元素等による放射線障害の防止に関する法律施行規則（昭和三十五年九月三十日総理府令第五十六号） 第二十条第2項第一号
- ^ 関係法令等検討小委員会報告 日本放射線技術学会雑誌、Vol.57(4)、p393-410、2001年
- ^ 国際放射線防護委員会の勧告（ICRP Pub.60）の取り入れ等による放射線障害防止法関係法令の改正について 別紙3 科学技術庁原子力安全局放射線安全課長通知、2000年10月23日
- ^ 「預託線量」原子力百科事典（アトミカ）
関連項目
- 放射性物質
- 放射線療法
- 放射線医学
- 等価線量
- 被曝
- 低線量被曝問題
- 集団積算線量
