呼吸器に吸入されて沈着した放射性 Aerosol の一部及び口腔等に付着した Aerosol の一部は、生理的機序に従つて、消化器へ移動する。
排泄機序は時間により変化するから、腸管の受ける線量を時間的に正確に算定するこ とは非常に困難であるので、ここでは呼吸器及び口腔に沈着した Aerosol のあ る割合が一定の時間の後に消化器に到達し、且つそれが、一定時間消化管内を通つて、 体外へ出るものと想定しその間に消化管が受ける総線量のみを算定する。
又放射性物質の吸入の続く時間及びその消化管への侵入は比較的短時間に完了す るものと想定する。
放射性物質が消化器中にとどまる時間は I.C.R.P. によれば次の如く想定されている。
| 重量(g) | 滞留時間 | ||
|---|---|---|---|
| 胃 | 200g | 1hr | 但し、重量は日本人に 対して補正してある。 |
| 小腸 | 900〃 | 4〃 | |
| 下部大腸 | 110〃 | 8〃 | |
| 上部大腸 | 120〃 | 18〃 |
次に呼吸器にQμc が沈着した場合そのどの位の割合が消化器へ移行するかは、 Aerosol の溶解性、と沈着部位に主として左右される。が、一応上気道に沈着 したもののみがいこうするし、
Volatile は soluble が 95% insoluble が 5%
Total は 〃 50% 〃 50% 含
まれるとし、soluble のものの10% insoluble の全部が移行するものとする。
又上気道及び口腔への沈着率を
粒度小なものでは 10%、粒度大なものでは 80% とする。しかるときには、消 化管へ移行する放射性物質の量は空気中に含有されるものに次表の割合を掛けたもの となる。
| Volatile F.P. | Total F.P. (放出後1時間後) |
Total F.P. (放出後6時間後) |
|||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Sol. | Insol. | 合計 | Sol. | Insol. | 合計 | Sol. | Insol. | 合計 | |
| 粒度小 | 0.001 | 0.005 | 0.006 | 0.005 | 0.05 | 0.055 | 0.004 | 0.06 | 0.064 |
| 粒度大 | 0.075 | 0.04 | 0.115 | 0.04 | 0.4 | 0.44 | 0.32 | 0.48 | 0.512 |
従つて、消化管内へ移行する放射性放出物の割合を次のごとく想定する。
| Volatile F.P. | Total F.P. (放出後1時間後) |
Total F.P. (放出後6時間後) |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| F.P. | μc | F.P. | μc | F.P. | μc | |
| 粒度小 | 1% | 25C | 5.5% | 14C | 6.5% | 16C |
| 粒度大 | 12% | 30C | 45% | 112C | 50% | 125C |
今 C c-sec/m3 に被曝した人の肺には CVμc の放出物が侵入する。故に 250C に表IIIの割合を掛けた放出物が消化器へ移行することになる。
消化管に移行する放出物の大部分は insoluble のものがあるから、この混合 物の物理的減衰係数は 0.2 〜 0.1 と考えられる。
今 C c-sec/m3 を放射後24時間後の値とすると、
放射後1時間目の放射物の強さは C24(2/24)-0.2 ＝ 1.65 C24
又は C24(2/24)-0.1 ＝ 1.28 C24
但し、被曝が4時間続いたとすると、I節に述べた如く、
放出物の平均の強さは C24(24/24)-0.2 ＝ 1.58 C24
又は C24(24/24)-0.1 ＝ 1.26 C24
としてこれが4時間つづいたと考えればよい。
放出後6時間目の被曝の場合には同様に考えて
短期被曝のとき 1.32 C24
1.15 C24
4時間被曝のとき 1.25 C24
1.12 C24
従つて消化器に入る放出物の線量は次表の通りと考えられる。
| 放出後 | 減衰係数 | 被曝時間 | Volatile F.P. の場合 μc | Total F.P. の場合 μc | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 粒度小 | 粒度大 | 粒度小 | 粒度大 | |||
| 1時間目 | 0.2 | 短 4時間 |
4.6C 4.2 |
55.5C 47.4C |
25.9C 22.1C |
207C 177C |
| 0.1 | 短 4時間 |
3.4C 3.15C |
41.1C 37.8C |
19.4C 17.6C |
154C 141C |
|
| 6時間目 | 0.2 | 短 4時間 |
3.3C 3.1C |
39.6C 37.5C |
22.1C 20.0C |
165C 156C |
| 0.1 | 短 4時間 |
2.9C 2.8C |
34.5C 33.6C |
18.4C 17.9C |
144C 140C |
|
今、qμc が重量mgの消化管内にT時間あるときその消化管の受ける線量 DGI は
3.7 × 104 × 3600 × 1.6 × 10-6 1.06
DGI ＝ ―――――――――――――――――― ∫qFβ dT ＝ ∫qEβ dT
2 × 100 × m m
但し、消化管は管状と考えβ線の飛程から考え organ への線量の吸収は 2πで行 われるものとする。
Eβは放出物のβ線平均エネルギーとし、ここでは 0.4 Mev を想定する。
q は時間の函数で qT ＝ q0 T-m とする。
但し q0 ははじめの放射性物質の量である。
n は0.2乃至0.1であるとする。
q0 は表 IV で示した数値である。
消化管の各部にとどまる時間及び organ の重量は表 I に示すとおりであると想定する。
又、被曝が短時間の場合は、吸入後平均して、2時間後に全放出物が胃に到着すると仮定すれば
胃の受ける線量は
1.06 × 0.4 3
Dst ＝ ――――――― ∫ qo T-n dT rad
200 2
小腸の受ける線量は
1.06 × 0.4 7
DSI ＝ ――――――― ∫ qo T-n dT rad
900 3
大腸の受ける線量は
1.06 × 0.4 33
DL.T. ＝ ――――――― ∫ qo T-n dT rad
100 ＋ 120 7
但し、a は小腸内における放出物の吸収率であつて、これは甚だ明らかでないが、一 応平均して 0.3 とする。
今 n=0.2 とすれば
3
Dst ＝ 2.12 × 10-3 qo∫ T-0.2 dT
2
＝ 1.8 × 10-3 qo rad
7
DS.I ＝ 4.7 × 10-4 qo∫ T-0.2 dT
3
＝ 1.37 × 10-3 qo rad
33
DL.I ＝ 1.3 × 10-3 qo∫ T-0.2 dT
7
＝ 1.9 × 10-2 qo rad
n ＝ 0.1 とすれば
1
Dst ＝ 2.12 × 10-3 qo × ―― ( 30.9 - 20.9 ) ＝ 1.93 × 10-3 qo rad
0.9
1
DS.I ＝ 4.7 × 10-3 qo × ―― ( 70.9 - 30.9 ) ＝ 1.6 × 10-3 qo rad
0.9
1
DLI ＝ 1.3 × 10-3 qo × ―― ( 330.9 - 70.9 ) ＝ 2.4 × 10-2 qo rad
0.9
従つて、消化管の受ける全体の線量は
n ＝ 0.2 のとき Dst ＋ DSI ＋ DLI ＝ qo( 1.8 × 10-3 ＋ 1.37 × 10-3 ＋ 1.9 × 10-3 )
＝ 2.2 × 10-2 qo rad
n ＝ 0.1 のとき qo( 1.93 × 10-3 ＋ 1.6 × 10-3 ＋ 24 × 10-3 )
＝ 2.75 × 10-2 qo rad
被曝が 4 時間続いた場合ににもその平均の強さの放出物が 1 時間に 1/4 ずつ入 つてきたと考えれば、全線量は同じ式で算出できる。故にこれらの結果を総合すれば、 消化管の受ける総線量は次表のごとくなり、この総量は大体 30 〜 40 時間の間に与 えられる。
| 被 曝 放出後 |
減衰係数 | 被曝時間 | Volatile F.P の場合(rad) |
Total F.P. の場合(rad) |
||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 粒度小 | 粒度大 | 粒度小 | 粒度大 | 1時間目 | 0.2 | 短 4時間 |
10.1×10-2C 9.2×10-2C |
1.22C 1.04C |
0.57C 0.49C |
4.55C 3.9 C |
| 0.1 | 短 4時間 |
9.4×10-2C 8.7×10-2C |
1.16C 1.04C |
0.53C 0.48C |
4.2 C 3.9 C |
|
| 6時間目 | 0.2 | 短 4時間 |
7.3×10-2C 6.8×10-2C |
0.87C 0.82C |
0.49C 0.44C |
3.63C 3.43C |
| 0.1 | 短 4時間 |
8×10-2C 7.7×10-2C |
0.95C 0.92C |
0.51C 0.49C |
4.0 C 3.9C |
|
消化器の受ける線量の算出で問題になるのは (i) 消化器内における生理的滞留時 間 (ii) 消化器内における物質の吸収 (iii) 消化器内容物によるβ線の吸収、減弱等 である。
第一の滞留時間は食物の種類、食習慣、個人的生理差の巾等かなり大きく、これりよ り非常に、変化の巾があるものと予想される。従つて ICRP の想定が、どの程度、 このような場合の評価において妥当であるかはよく解らない。
第二の点は、腸内の放射性物質は、その化学的性質や他の物との共存、生理的状態な どで著しく異なるので、放出物全体として考慮することは本当は不可能である。従つ て、吸収率 30% という数時にはあまり有力な根拠はない。又、腸内での吸収は一時 に行われるのではなく、小腸を通過中に徐々に行われるのであるから、放射性放出物 の量や割合も連続的に変つて行くものであると考えられるが、ここではその点は全く 考慮していない。
もし小腸内での吸収が著しく悪いとすれば大腸がより大きな線量を受けることは明 らかである。(滞留時間が長いから)
第三の点も腸内の物質は常に激しい流動や運動をしてまぜ合されているし、又、次第 に流動体の濃度が変化していくのであつて、非常に想定が困難であるから、それによ るβ線エネルギーの減弱はないものとして、ただ 2π のジオメトリーのみを想定した。
