トリチウム関連まとめ　＊個人用メモ

▪️トリチウムの環境中での挙動 http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=09-01-03-08
「トリチウムは低エネルギーβ線放出核種（最大エネルギー18.6keV、半減期12.33年）であるため、人への影響を考える場合は体内摂取、すなわち内部被ばくのみを考慮すればよい。国際放射線防護委員会（ICRP）が提示しているトリチウムの化学形別および年齢別の線量係数（Sv/Bq）、すなわち単位摂取放射能当たりの実効線量を表１に示す。これによると、吸入および経口摂取のいずれの場合もトリチウム水（HTO）の線量係数は、トリチウムガス（HT）の10000倍となっている。また、植物等の組織と結合した有機結合型トリチウム（OBT）の線量係数はトリチウム水（HTO）の約2.3倍である。したがって、トリチウムによる被ばく線量を評価する場合にはその化学形も十分考慮する必要がある。」
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「わが国において核実験開始前に測定された降水中トリチウム濃度は0.77Bq/lであったが、1960年代の初めには12～180Bq/lまで増加した。その後、減少し始め、現在はほぼ核実験前のレベルに戻りつつある。」
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「大気中でのトリチウムの化学形は、水素ガス状（トリチウムガスHT）、水蒸気状（トリチウム水HTO）、炭化水素状（主にトリチウム化メタンCH3T）等である。」

続き）
これは、雨は大気上層のトリチウムの影響（核実験により成層圏に注入されたトリチウムの対流圏への降下）を大きく受けたのに対し、地表面付近の水蒸気は土壌や植物による地下水の蒸散や表面海水との交換の影響を受けるためと考えられる。

▪️生物濃縮 http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=09-01-03-08
　トリチウムの動植物による生物濃縮の可能性、すなわち有機結合型トリチウムの比放射能が同じ生体中の組織自由水中トリチウムの比放射能より高くなる可能性に関しては、トリチウム濃度を注意深く制御した室内実験では観測されておらず、トリチウムの生物濃縮はないことが確認されている。しかし、実験によっては見かけ上、生物濃縮が見られる場合があった。この原因として、環境中トリチウムの変動により過去の高濃度時に生成された有機結合型トリチウム濃度と、測定時の組織自由水中トリチウム濃度との間に差が生じたことなどが考えられている。

▪️トリチウムの生物影響 http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_Key=09-02-02-20
＜概要＞
…トリチウムはトリチウム水（HTO）の形で環境に放出され人体にはきわめて吸収されやすい。また、有機結合型トリチウム（OBT）はトリチウムとは異なった挙動をとることが知られている。動物実験で造血組織を中心に障害を生ずることが明らかにされ、ヒトが長期間摂取した重大事故も発生している。
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　トリチウムは水素の同位体で、最大エネルギー18.6keVで平均エネルギー5.7keVという非常に低いエネルギーのβ線を放出し物理的半減期は12年である。大気上層中で宇宙線中の中性子と窒素原子核との衝突によって生成する天然トリチウムが自然界の水循環系に取り組まれているとともに、核実験や原子力施設などから主としてトリチウム水（HTO）の形で環境に放出され、生物体へは比較的簡単に取り込まれる。ヒトの体重の60～70％は水分で、個人差はあるが、女性よりも男性、老人よりも若者、太った人よりも痩せた人の方が含水量が多い傾向にある。表１は国際放射線防護委員会（ICRP）がトリチウムの被ばく線量計算のために水分含有量を推定したもので、“体重70kgのヒトの60％（42kg）が水分である”と仮定している。このうちの56％は細胞内液、20％は間質リンパ球、７％が血しょう中に、残りは細胞外液として存在するものとしている。飲料水や食物から摂取されたトリチウム水は胃腸管からほぼ完全に吸収される。トリチウム水蒸気を含む空気を呼吸することによって肺に取り込まれ、そのほとんどは血液中に入る。血中のトリチウムは細胞に移行し、24時間以内に体液中にほぼ均等に分布する。また、トリチウムは皮膚からも吸収される。最近問題になっているのは有機成分として取り込まれた場合の有機結合型のトリチウム（OBT：Organically Bound Tritium）で、一般に排泄が遅く、体内に長く留まる傾向がある。トリチウムは水素と同じ化学的性質を持つため生物体内での主要な化合物である蛋白質、糖、脂肪などの有機物にも結合する。経口摂取したトリチウム水の生物学的半減期が約10日であるのに対し、有機結合型トリチウムのそれは約30日～45日滞留するとされている。
　トリチウムのβ線による外部被ばくの影響は無視できるが、ヒトに障害が起きるのはトリチウムを体内に取り込んだ場合である。ヒトの場合にはこのような事故例は少ないので、主として動物実験から被ばく量と障害の関係が推定されている。
　放射線の生物学的効果を表す指標をRBE（Relative Biological Effectiveness，生物学的効果比）というが、いろいろな生物学的指標についてのトリチウムβ線のRBEは表２のように示される。基準放射線をγ線とした場合のRBEは１を超える報告が多い。
　血球には赤血球、白血球（好中球、単球、マクロファージ、好酸球、リンパ球など）、血小板がある。これらはすべて骨髄の造血細胞から作られ、それぞれ機能が異なる。ヒトの末梢血液をin vitro（生体外）で照射してＴリンパの急性障害をしらべた結果、トリチウムの細胞致死効果はγ線より高く、また放射線感受性はいずれの血液細胞もマウスよりヒトの方が高いことが明らかにされている。
　トリチウム被ばくの場合、幹細胞レベルでは変化があっても通常の血液像の変化は小さい。したがって急性障害のモニタリングには幹細胞チェックが重要である。
　トリチウム水を一時に多量摂取することは現実的にはあり得ないが、低濃度のトリチウム水による長期間被ばくの場合を考えねばならない。
　実際に、トリチウムをヒトが長期間摂取した被ばく事故例が1960年代にヨーロッパで起きている。トリチウムは夜光剤として夜光時計の文字盤に使用されているが、これを製造する二つの施設で事故が発生している。

▪️トリチウムの液体シンチレーション法による測定 (http://www.rist.or.jp/atomica/data/dat_detail.php?Title_No=09-04-03-25)より一部抜粋

国内の原子力発電所からの大気中トリチウム放出量は報告されていないが、国内全原子力発電所からの液体状トリチウムの合計放出量は1994年の1年間で約0.27PBqであった。また、青森県六ヶ所村に建設中の再処理施設では、事前の安全評価上、気体状トリチウムの放出量は約2PBq/年、液体状トリチウムが約18PBq/年と仮定されている。将来は核融合炉の燃料としてトリチウムの重要性が増すため、取扱量の増加が予想される。トリチウムを燃料として使用する核融合実験炉で今後最も実現性の高いものは国際熱核融合実験炉（ＩＴＥＲ）である。ITERではサイト内のトリチウムの総量は1～2EBqと推定されているが、平常運転時の環境への放出量は約0.11PBq/年と評価されている。
　原子力施設から放出されるトリチウムの放射能量は希ガスに次いで大きいため、環境中トリチウム濃度は環境モニタリング項目の一つとされている。このため、環境中のトリチウム濃度は、わが国では原子力施設の立地県などにおいて環境モニタリングの一環として測定されている。例えば、茨城県の環境放射線監視計画では、飲料水、海水、河川・湖沼水中のトリチウム濃度を測定することになっている。茨城県公害技術センターが測定した河川水・湖水中トリチウム濃度の経年変化を 図１ に示す。

メモ）
◇トリチウムのβ崩壊:0.018590 MeV=18.6 keV
三重水素：https://t.co/nzadKgYZjb

◇放射線のエネルギー http://wwwoa.ees.hokudai.ac.jp/~f-hasebe/Nuclear/Step1b.html
放射性壊変に伴って放射される放射線は固有のエネルギーをもち、そのエネルギーを測定すれば、放射線を出した核種を特定することができる。 これを核種同定という。
壊変エネルギー: 放射線のエネルギーは、しばしば電子ボルト (eV) の 1000 倍 (keV) や 100 万倍 (MeV) という単位で表現される。 1 eV は、基準点に対して電位差 1 V の電場に置かれた電子のもつ位置エネルギーである。 1 V とは、1 C の電荷を運ぶのに要するエネルギーが 1 J であるような電位差のことだから、e C の大きさの電荷をもつ電子が電位差 1 V の電場に置かれたときの位置エネルギーは e J である。 したがって、1 eV = e J である。 ここで、e = 1.6 x 10^-19 C である。
放射性壊変: 下図はセシウム 137 (Cs-137) が放射性壊変を起こしてバリウム 137 (Ba-137) に変わる過程を示している。…Cs-137 のβ崩壊には 2 種類ある。 1 つは 0.514 MeV のエネルギーをもつ電子の放出 (94.4%の確率) で、もう1つが 1.176 MeV のエネルギーをもつ電子の放出 (5.6%の確率) である。 前者の場合、生成したバリウム原子核は不安定で、引き続き 0.662 MeV のエネルギーをもつγ線を放射し、後者の場合と同じ Ba-137 になる。 したがって、0.662 MeV のγ線が検出されれば、Cs-137 が崩壊して Ba-137 に変わったことが分かる。

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