JPH0480683A - 放射能体内摂取被曝量の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、放射能体内摂取被曝量の測定方法、特に原子
力発電所、原子（核）燃料サイクルハックエンド諸施設
、原子（核）燃料製造施設、放射線廃棄物の処理施設及
び病院や各種研究所等、非密封の放射能を取り扱う、あ
るいはこれらの放射性物質が存在する施設において、放
射線作業従事者の体内被曝モニタリング並びに核医学分
野において放射性同位元素等の放射性医薬品を投与され
た患者の排泄物の放射能体内摂取に対する被曝管理並び
に体内摂取に起因した被曝量を評価するための改良され
た測定方法に関する。

［従来の技術］ 原子力発電所や非密封の放射性物質を取り扱う病院、研
究所等において、作業中における職業被曝を検出し管理
するため、種々の被曝モニタリング方法か行われており
、通常、この種の体内取り込み放射能測定方法としては
、ホールボディカウンタ等により数１００ｋｅＶ以上の
高エネルギγ線を身体各部に設置した放射線測定器によ
って直接測定する外部計測法と、人体等から排泄される
排泄物を測定するバイオアッセイ法とかあるが、体内に
取り込まれた放射性物質の放射線を検出するには、排泄
物から検出するバイオアッセイ法による測定方法が信頼
性の高い測定値を得られる。

すなわち、このバイオアッセイ法によれば、前記外部計
測法では検査不能な、数１００ｋｅＶ以下の低エネルギ
γ線又はＸ線を放出する放射能及びγ線又はα線を放出
する放射能について排泄物中の排出された量を調べ、こ
れによって摂取量あるいは被曝量を推定することができ
る。

第９図には、体内に取り込まれた放射性物質の体内での
代謝が示されている。放射線作業従事者等の場合には、
放射性物質は主に経口と肺への吸入、あるいは体表面の
傷を通して体内に取り込まれ、各臓器により図のような
経路を通り大部分か糞と尿になって体外に排泄される。

また診断のための放射性同位元素の投与の場合には、主
に経口投与、血管注射により体内に取り込まれ、最終的
に糞尿となって排泄される。

［発明が解決しようとする課題］ 従って、従来のバイオアッセイ法は、放射性の元素を排
泄物中から化学的に抽出した後、更に元素毎に分離生成
して測定するため、精密な分析を行うことか可能である
が、放射能の体内摂取の有無のみを判断するためには不
必要なまでに高度に専門的な化学分析技術が要求され、
分析測定には著しく多大な時間と労力を必要としていた
。

また、このバイオアッセイ法では、排泄物を提出する被
検者側にとっても排泄物の採取と提出という負担がかか
り、簡便な測定方法が強く要望されていた。

また、通常の場合、多くのα線放出放射能は低エネルギ
のγ線又はＸ線を放出する特性を有しているにもかかわ
らず、従来技術では、測定が簡単なγ線やＸ線を検査の
指標とすることがなく、α線放出放射能を単独分離して
から測定するという管理方式が用いられており、測定効
率が低いという問題があった。

また、従来において、α線放出放射能とβ線放出放射能
の測定を行うためにはそれぞれ別個に測定が行われ、こ
のために測定時間が長くなり、迅速な測定及び被曝管理
を行うことがてきないという問題があった。

また、従来方法では、放射能が実摂取されたと判定され
た場合に、放射能摂取量を排泄物中の放射能量の経時変
化から求めることができても、摂取した放射能の性状、
すなわちその核種、粒径あるいは化学形が不明であるた
め、実測定された排泄物中成の射能強度のみから正確な
摂取量及びこれに伴う被曝量を正確に推定することがで
きないという欠点があった。

本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、そ
の目的は、放射能摂取の有無を迅速に判断し、かつ実摂
取が存在したと判定されたときに、その摂取量及び被曝
量を迅速にかつ長期間に渡る測定を行うことなく簡便に
知ることができる改良された測定方法を提供することに
ある。

また、本発明は、α線放出放射能とβ線放圧放射能とを
同時に弁別測定して、迅速に被曝量を精度よく評価でき
る測定方法を提供することを目的とする。

更に、本発明は、排泄物から低エネルギγ線と高エネル
ギγ線とを同時に弁別して測定し、被曝量を精度よく評
価できる改良された測定方法を提供する目的を有する。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、放射能の性状（
核種、粒径、化学形）によって定まる標準排泄曲線を各
性状毎に予め記憶し、実摂取した放射能の排泄物中強度
を経時的に異なる少なくとも二時点で測定し、前記測定
値と近似する標準排泄曲線を求めて実摂取した放射能を
推定し、前記測定値と標準排泄曲線との倍率比から被曝
量を計算することを特徴とする。

また、本発明によれば、排泄物と液体シンチレ−タとを
接触させ、その発光減衰時間の差によりα線放出放射能
とβ線放出放射能とを弁別して測定することを特徴とす
る。

更に、本発明によれば、排泄物を一時貯留してこの排泄
物中の低エネルギγ線と高エネルギγ線とを同時弁別し
て測定することを特徴とする。

［作用コ すなわち、本発明によれば、排泄物中の放射能強度が放
射能の性状によって特徴的であることに着目し、予め各
性状毎に定まる標準排泄曲線を多数求めこれを記憶し、
実際に摂取があったときには、少なくとも二時点の測定
値を前記標準排泄曲線と比較し、両者の相似関係から摂
取された放射能の性状を推定することができる。

従って、このように推定された放射能の性状から再びそ
の特定された標準排泄曲線により摂取量及び被曝量を正
確に推定することが可能となる。

また、本発明によれば、実摂取した排泄物中の放射能強
度を経時的に測定するため、α線／β線放出放射能を排
泄物と液体シンチレータとを用いてそのときの発光減衰
時間の差にて同時に弁別して測定することができ、これ
によって正確な測定結果を得ることができる。

更に、本発明によれば、実摂取した放射能の経時的な測
定に、低エネルギ及び高エネルギのγ線を同時に弁別し
て測定するので、正確な排泄物強度を測定可能である。

［実施例］ 以下、図面の基づいて本発明の好適な実施例を説明する
。

第６図には、本発明に係る排泄物中の放射能測定方法を
体内被曝モニタリングに適用した実施例が示されている
。

例えば、原子力発電所内の放射線検査用のトイレには、
光センサ等による入退室監視装ｆｔｌ０が設けられ、制
御部１２に入退室の信号を送る。また、入退室監視装置
１０には、図に示されていない被検個体諏別装置が設け
られており、ＩＤカード等によって被検個体を識別する
。

便器１４には、これに対して所定距離離れた部位、実施
例においては便器直下に一時貯留槽１６が設けられてお
り、該貯留槽］６の近傍にはプラスチックシンチレータ
、Ｎａ　Ｉ　　（Ｔｊりシンチレータ、ＢＧＯシンチレ
ータあるいはＧＭ管等の放射線検出器１８が設けられて
いる。また、前記−時貯留槽１６と放射線検出器１８は
外部からの放射線を遮断するため、鉛板等のシールド板
２０にて囲まれている。

前記放射線検出器１８には、増幅器２２、計数器２４、
演算回路２６が接続され、検出された放射線が測定演算
される。そして、この演算信号は表示器２８と警報器３
０に供給され、測定値を表示するとともに測定値が所定
の管理レベル以上であるときには、警報作用が行われる
。

前記−時貯留槽１６には、所定の管理レベル以上の放射
性物質を有する排泄物を回収する回収槽３２と通常の排
泄物貯留槽３４とが接続されており、測定された排泄物
は一時貯留槽１６の直下に設けられたバルブ３６．３８
によって回収槽３２と通常の排泄物貯留槽３４とに選択
的に排出される。

なお、−時貯留槽１６で測定された排泄物を流すため、
便器１４の上方位置には洗浄水貯留槽４０が設けられ、
測定後にバルブ４２により必要量の水が流される。

また、実施例においては、被検者の体内被曝が所定の管
理レベル以上の場合に適当な処置を行うまで管理区域外
に出られないように、出入口扉には自動ロック装置４４
が設けられている。

以上のようにして、第６図に示された自動化装置によれ
ば、被検者に対して即時に尿中の放射能を測定し、放射
能の摂取の有無を判断する検査が実行され、被検者に何
らの排泄物採取及び提出などの負担をかけることなく、
迅速簡便にモニタリング結果をオンラインで知ることが
可能である。

そして、このモニタリング結果を管理者が評価した結果
、γ線あるいはＸ線の有意な検出がなく、かつα線及び
β線放出放射能の取扱いがない等、これら放射線の摂取
可能性が否定できるとなれば、管理者は当該被検者に一
切の放射能摂取が無いものと即座に判断する二とが可能
となる。

一方、前記α線やβ線を放出する放射能の摂取が前記即
時モニタリング結果から疑われる場合には、前記貯留槽
１６に一時貯留されている当該被検者の排泄尿を回収し
て後述する迅速測定法によりα線／β線放出放射能の同
時弁別測定あるいは低エネルギγ線及び高エネルギγ線
の同時弁別測定によって更に精密な検査を行うことがで
きる。

そして、本発明によれば、前記検査によって何らかの放
射能摂取が疑われた場合には、この摂取放射能の性状が
標準排泄曲線から推定される。

すなわち、この推定のために、予め複数の放射能の性状
毎の標準排泄曲線が予め記憶されており、当該被検者の
実測定を数日間ないし数か月間に渡って実測しながら、
この実測値を前記標準排泄曲線と比較し、最もよく曲線
形状が一致する標準排泄曲線を探し出すことによって摂
取した放射能の性状を高精度で推定することが可能とな
る。

そして、このようにして特定された標準排泄曲線に実測
定で得られた放射能強度を当て嵌め、このときの倍率比
から摂取量及び被曝量を極めて高精度で推定することが
可能となる。

第１図には、本発明に係る測定方法の一例がフローチャ
ートで示されている。

図において、細い実線で示されたフローは本発明におい
て特徴的な標準排泄曲線を予測するための手順を示し、
また二重の実線は被検者の摂取量を実測定して摂取量及
び被曝量を推定するためのフローを示している。

まず、本発明における標準排泄曲線の予測フローを説明
する。

この予測のため、まず予測される放射能データの入力が
ステップ１００において行われ、前述した第９図で示さ
れる体内モデルのように連立方程式で示される身体各部
の排泄関与器官からのデータを入力しく１０１）、前記
放射能データと体内器官データとが所定の演算式によっ
てデータ結合される（１０２）。

そして、このようにして入力されたデータは体内放射能
移行挙動計算コード（１０３）によって摂取された放射
能の排泄予測が行われ、実施例においては、胃腸管から
の糞への排出移行（１０４）と現在着目する組織からの
尿への排出移行（１０５）とに分担されている。

そして、実際の排泄挙動に関しては、放射能排泄挙動計
算コード（１０６）が糞及び尿に対してそれぞれ計算（
１０７）及び（１０８）を行い、これらの計算結果から
、標準排泄曲線が記憶される（１０９）。

このような標準排泄曲線の予測は、異なる性状すなわち
摂取放射能の核種、粒径、化学形そして摂取量毎に多数
のパターンとしてステップ（１０９）に示されるように
記憶され、通常考えられる放射能摂取状況に対して網羅
的に標準排泄曲線を記憶することが好ましい。

従って、前記ステップ（１００）〜（１０９）が各放射
能の性状及び摂取量に対応して複数回繰り返されること
となる。

以上のようにして所定の排泄曲線が記憶されると、次に
前記第６図で示した被検者の放射能摂取量が実測される
。

第１図において、この実測値はステップ（２００）で複
数の標準排泄曲線と比較されるが、本発明においては、
パターン比較であるため、前記実測値は単一の実測値で
は比較が不可能となり、少なくとも所定時間経過した二
時点の実測を必要とする。

通常の場合、この測定間隔は一日以上経過させることが
好適であり、前述したように、摂取可能性がある場合に
、被検者から数日間あるいは数か月の間継続的に排泄物
中の放射能強度を実測し、これによって前記予め検出さ
れた標準排泄曲線との近似が得られるまで、このような
実測が続けられる。

ステップ（２００）において、実測値から標準排泄曲線
が特定されると、次にこの標準排泄曲線がステップ（１
００）に再入力され、このとき通常の場合実測値と標準
排泄曲線とはその摂取量が一致せず、このときの倍率比
を再入力することによってステップ（１００）では排泄
実測値に合わせた体内放射能移行挙動計算を行うデータ
を出力することができる。

従って、計算コードステップ（１０３）ではこのように
して得られた倍率比を元にして着目組織からの排出移行
すなわち尿における被曝量の計算を行う（２０１）。

もちろん、ステップ２０１において、前記標準排泄曲線
から求められた摂取量を計算することも可能である。

このようにして、被曝量がステップ（２０１）によって
求まると、本実施例によれば、ステップ（２０２）にお
いて、この求められた被曝量すなわち実効線量当量を評
価し、被検者の被曝管理を正確に行うことが可能となる
。

第２図には、本発明において特徴的な標準排泄曲線の幾
つかの実例が示されている。

第２図において粒径（ＡＭＡＤ）が１μｍに設定され、
またＩＡＬＩ（年摂取限度）相当放射能の摂取を例示し
ている。

第２図Ａ、　Ｂ、　　Ｃはそれぞれ放射能の異なる化学
形に対応し、Ａは減衰の激しいクラスＤのケースであり
、また、ＢはクラスＷのケースモしてＣは減衰がゆっく
り行われるクラスＹの化学形を示す。

各特性は横軸に経過時間（日）をとり、また縦軸には尿
中放射能濃度が目盛られている。

そして、各特性中それぞれ異なる核種に対する標準排泄
曲線が示されており、第２図から明らかなように、放射
能の性状によって極めて特徴的なパターンが得られ、摂
取したときの実測値をこれらのパターンと重ね合わせる
ことによって複数時点の実測値から摂取した放射能の性
状を特定し得ることが理解される。

第３図には、第６図に示したトイレットモニタを用いた
本発明に係る測定方法の全体的な手順が示されている。

図において、トイレットモニタによるγ線核種のスクリ
ーニング検査（３００）が行われ、このステップ（３０
０）では単に摂取可能性の有無のみが大雑把に判定され
る（３０１）。

ステップ（３０１）で摂取の疑いがある場合には、核種
分離による詳細分析の特殊モニタリング（３０２）へ進
み、被検者に対して詳細な被曝モニタリングが開始され
る。

一方、ステップ（３０１）において摂取の疑いがない場
合には被曝なしと判定することも可能であり、またこの
γ線核種のスクリーニングのみでは不安な場合には念の
ためにａ＆ｉ！核種のモニタリングが必要か否か判定さ
れる（３０３）。

また、同様に、ステップ（３０１）において摂取なしの
場合においても、トリチウムあるいはストロンチウムの
被曝を確認する必要があるか否かが純β線核種のモニタ
リング必要性の有無にて判定され（３０４）　、それぞ
れのモニタリングが必要であると認められるときには、
別個にスクリーニングが行われる。

すなわち、ステップ（３０３）において、α線核種のモ
ニタリングが必要と認定されると、α／β弁別測定法に
よるスクリーニング検査（３０５）が行われ、α線核種
の弁別測定が実行される。

このα線核種に関して摂取の疑いがステップ（３０６）
にて判定され、摂取の疑いがない場合には体内摂取なし
く３０７）として評価される。

一方、ステップ（３０６）において摂取の疑いがある時
には、前述したステップ（３０２）の精密測定に戻る。

同様に、ステップ（３０４）にて純β線核種のモニタリ
ングが必要であると認定されると、迅速測定法によるス
クリーニング検査がステップ（３０８）にて行われ、本
発明におけるα線放出放射能とβ線放出放射能の弁別測
定がα線とβ線の発光減衰時間の差によって同時に弁別
測定される。

ステップ（３０９）はこのときの測定結果の評価であり
、摂取の疑いがないときにはステップ（３１０）で示さ
れるように体内摂取なしと評価され、一方、ステップ（
３０９）において摂取の疑いがあると前述したと同様に
ステップ（３０２）に戻って精密な検査が開始される。

前述したステップ（３０９）における迅速測定法は、本
発明においてα線／β線の同時弁別測定から成り、第４
図にはα線とβ線のシンチレータによる発光減衰特性が
示されている。

すなわち、本発明において前記迅速測定法によるスクリ
ーニング検査（３０８）は、前記第６図に示された貯留
槽１６から採取した尿と液体シンチレータとを接触混合
させ、このときに生じる発光をカウントしてα線及びβ
線の同時計測を行う９α線とβ線の両者からの発光を弁
別するため、第４図の減衰特性が用いられ、図示のよう
に横軸には発光減衰時間がとられ、縦軸には発光強度か
目盛られている。α線による発光はその減衰がゆっくり
と行われ、一方、β線による発光は比較的迅速に減衰す
る。

従って、図示のように、所定の基準値を設定してこのと
きの減衰時間の差、すなわちα線においては２０ｎ　ｓ
そしてβ線においては８ｎｓ程度を設定することによっ
て両者を弁別可能である。

第５図は、横軸に前記発光減衰時間をとって縦軸に発光
カウント値をとったものであり、図示のとおりα線とβ
線とを明確に弁別することができる。

次に、第３図において、ステップ（３００）にて示され
た特殊モニタリングを詳細に説明する。

ステップ（３１１）は被検体から１回で排泄された放射
能の測定状態を示し、これによって排泄放射能が実測さ
れる。

この実測値はステップ＜３１２）において尿量補正法に
よって１日当たりの全量排泄放射能に換算され、各測定
毎に１日の排泄放射能換算値を出力する。

そして、更にステップ（３１３）において放射能排泄曲
線が演算される。

もちろん、この放射能排泄曲線は少なくとも二時点の実
測を行った後でなければ得られず、第１回の実測時には
このステップ（３１３，）を保留して、次の適当な時間
隔たった測定に進む。

一方、２以上の実測値か得られた状態では、この実測値
に基づく放射能排泄曲線が求まり（３１３）、次に最小
自乗法を用いてこの実測された放射能排泄曲線を前述し
た第１図に示されるように複数の標準排泄曲線と比較し
く３１４）、両者か所定の近似幅で近似できるか否かが
判定される。

ステップ（３１５）はこの基準判定状態を示し、標準排
泄曲線と近似が得られないときには、ステップ（３１６
）に示されるように、所定間隔を置いた後再び被検体の
実測定をステップ（３１１）から繰り返し、標準排泄曲
線との近似が得られるまでこのループを繰り返す。

そして、ステップ（３１５）において標準排泄曲線が求
まると、これによって放射能の性状か決定され（３１７
）、更に内部被曝の実効線量当量が演算され（３１８）
、最終的に内部被曝の評価を行うことができる（３１９
）。

以上のようにして、本発明によれば、比較的短期間の測
定によって予め求められている標準排泄曲線を予測し、
従来のように実測配設曲線を数か月に渡って測定するこ
となく、簡便にかつ比較的高精度で被曝量を評価するこ
とができる。

第７図には、本発明において被検体の排泄放射能を実測
するときの他の実施例が示されており、−時貯留槽１６
の両側に２個の測定器５０．　５２が設けられている。

第１の測定器５０は低エネルギγ線及びＸ線検出用の放
射線測定器であり、実施例においては、’３ｍｍ厚のＮ
ａｌシンチレーション検出器と１００μｍのアルミ入射
窓を含み、この結果、低エネルギγ線に対して高感度で
検出を行うことができる。

一方、第２の検出器５２は高エネルギγ線検出用放射線
検出器から成り、実施例において１インチ厚のＮａｌシ
ンチレーション検出器と０．８ｍｍアルミ入射窓を有し
、低エネルギγ線を遮蔽して高エネルギγ線を高感度で
検出することができる。

従って、第７図の実施例によれば、−旦貯留槽１６に貯
留した排泄物から同時に低エネルギγ線と高エネルギγ
線とを別個に検出することが可能となる。

第８図には前記第７図に示した両側定器による測定結果
の一例が示されており、図のように、低エネルギγ線測
定器５０の測定結果（黒丸）と高エネルギγ線測定器５
２の測定結果（白丸）とか約３００ｋｅＶ程度の領域を
境にして明確に弁別できることが理解される。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、各種原子力関連
施設において、内部被曝を簡単な測定方法によって正確
に評価可能であり、特に放射能の摂取有無を検査する日
常管理を簡便化し得ると共に、内部被曝の線量評価を高
精度かつ容易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る測定方法の全体的な手順を示す好
適な実施例のフローチャート図、第２図は本発明におけ
る異なる性状の放射能の標準排泄曲線を示す特性図、 第３図は本発明に係る測定方法を実行するための全体的
な流れを示すフローチャート図、第４図は本発明におい
てα線／β線放出放射能の同時弁別検出を行うための発
光減衰時間の差を説明するための特性図、 第５図は第４図の発光減衰時間によってα線及びβ線の
計測を弁別できることを示す特性図、第６図は本発明が
適用されるトイレットモニタシステムの好適な実施例を
示す説明図、第７図はトイレットモニタにおいて低エネ
ルギγ線及び高エネルギγ線を同時に弁別測定するため
の装置を示す説明図、 第８図は第７図の測定結果を示す特性図、第９図は本発
明が対象とする被検体の体内における放射性物質の代謝
を示す説明図である。 出願人　財団法人　電力中央研究所 アロカ株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）放射能の性状（核種、粒径、化学形）によって定
   まる標準排泄曲線を各性状毎に予め記憶し、実摂取した
   放射能の排泄物中強度を経時的に異なる少なくとも二時
   点で測定し、 前記測定値と近似する標準排泄曲線を求めて実摂取した
   放射能を推定し、 前記測定値と標準排泄曲線との倍率比から被曝量を計算
   することを特徴とする放射能体内摂取被曝量の測定方法
   。
2. （２）請求項（１）記載の方法において、 排泄物と液体シンチレータとを接触させ、その発光減衰
   時間の差によりα線放出放射能とβ線放出放射能とを同
   時弁別して測定することを特徴とする放射能体内摂取被
   曝量の測定方法。
3. （３）請求項（１）記載の方法において、 排泄物を一時貯留してこの排泄物中の低エネルギγ線と
   高エネルギγ線とを同時弁別して測定することを特徴と
   する放射能体内摂取被曝量の測定方法。