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論文

Internal doses from radionuclides and their health effects following the Fukushima accident

石川 徹夫*; 松本 雅紀*; 佐藤 達彦; 山口 一郎*; 甲斐 倫明*

Journal of Radiological Protection, 38(4), p.1253 - 1268, 2018/12

 被引用回数:1 パーセンタイル:38.14(Environmental Sciences)

本稿では、内部被ばく線量評価とそれに伴う健康影響研究の現状について解説する。その主な目的は、線量係数の不確定性について議論すること、外部被ばくと内部被ばくの放射線影響の違いについて比較すること、近年の疫学研究の結果をレビューすることである。その際、主に扱う放射性核種は、福島第一原子力発電所の事故による内部被ばく線量を評価する上で重要となる$$^{137}$$Cs, $$^{134}$$Cs, $$^{131}$$Iとした。本解説により、現状の科学的知見に基づく場合、内部被ばくによるリスクは同じ実効線量の外部被ばくによるリスクと比較してほぼ同等かやや低いと考えるのが妥当であると結論づけられた。

論文

Calculating disability-adjusted life years (DALY) as a measure of excess cancer risk following radiation exposure

嶋田 和真; 甲斐 倫明*

Journal of Radiological Protection, 35(4), p.763 - 775, 2015/12

AA2014-0479.pdf:1.53MB

 被引用回数:1 パーセンタイル:81.41(Environmental Sciences)

本論文は、Disability-Adjusted Life Year (DALY)を放射線のリスク指標として用いることを提案するものである。DALYは余命損失Years of Life Lost(YLL)と損なわれた健康的な生活の年数Years Lived with Disability(YLD)を合計することにより計算される。この概念は現状のICRPの手法による放射線デトリメント(ICRPデトリメント)の誤用を避けるために確率的な測定値ではないリスク指標として表現される。日本人集団のデータを用いてYLLとYLDを計算した結果、日本人1人あたりの1Gyの被ばくによる全がんのDALYは、男性は0.84年、女性は1.34年と評価された。同様のデータとICRPデトリメントを算出し、DALYと比較した。その結果、白血病、乳がん及ぶ甲状腺がんを除いたがん部位について両者の傾向が一致することがわかった。DALYがICRPデトリメントより有利な点は、死亡データを用いないため非致死疾病に対するリスクを計算可能な点である。この研究により、DALYが放射線のリスクと公衆の健康における様々な種類の疾病とを比較することが可能な実践的な道具であることが示された。

論文

Numerical analysis of organ doses delivered during computed tomography examinations using Japanese adult phantoms with the WAZA-ARI dosimetry system

高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章; 小野 孝二*; 伴 信彦*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 吉武 貴康*; 甲斐 倫明*

Health Physics, 109(2), p.104 - 112, 2015/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:43.49(Environmental Sciences)

日本国内でのCT検査による患者の臓器線量を正確に評価するため、CT線量評価システムWAZA-ARIの開発を進めている。WAZA-ARIの線量計算では、成人日本人のボクセルファントム及び放射線輸送計算コードPHITSを用いた数値解析で整備した臓器線量データを利用する。このデータの解析を進めるため、CT装置内の寝台における線量分布等の測定結果に基づき、各種装置でのX線放出特性をPHITSで数値的に模擬する技術を開発した。典型的な撮影条件について、PHITSと日本人ボクセルファントムを用いた解析結果より臓器線量を計算し、既に利用されている他のCT線量評価システムによる結果と比較した。その結果、日本人ボクセルファントムを用いた解析で得た線量データを利用した場合、数学人体模型に基づく線量データを利用した他のシステムよりも、人体形状を適切に考慮して臓器線量を導出できることが検証された。また、欧米人の体格に基づくボクセルファントムによる計算結果や日本人体型を模擬した物理モデルを用いた実測結果と比較した。これらの比較検証により、本研究で開発した数値解析法で得られる臓器線量データは、日本人の体格特性を考慮したシステムWAZA-ARIに十分適用できることを確認した。

論文

WAZA-ARI; CT撮影における患者の被ばく線量評価システム

佐藤 薫; 高橋 史明; 遠藤 章; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*

RIST News, (58), p.25 - 32, 2015/01

原子力機構では、国内でのCT診断時の患者の被ばく管理の向上に資するため、大分県立看護科学大学等との共同研究によりWAZA-ARIの開発を進め、2012年12月にその試用版を公開した。試用版のWAZA-ARIには、平均的成人日本人男性(JM-103)及び女性(JF-103)、4才児(UFF4)ファントムと放射線輸送計算コードPHITSを組み合わせて計算した臓器線量データベースが格納されている。WAZA-ARIでは、これらの臓器線量データベースの中から、撮影条件に応じた適切なデータが選択されて線量計算に利用される。試用版の公開以後、WAZA-ARIのホームページへのアクセス件数は月当たり概ね1000件を超えており、2014年9月末において28421件に達した。現在、試用版のWAZA-ARIの線量評価機能を拡張した本格運用版である、WAZA-ARI version 2の開発が進められており、2014年度中の公開を目指している。WAZA-ARI version 2では、利用者は自身で計算した線量データを登録し、国内での線量分布と比較する機能も追加されている。

論文

Effects of human model configuration in Monte Carlo calculations for organ doses from CT examinations

高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章; 小野 孝二*; 吉武 貴康*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 2, p.153 - 159, 2011/10

CT検査は医療行為における有用な診断法となっているが、比較的高い被ばく線量を受けることから、適切な線量管理の必要性が指摘されている。そのため、CT検査における被ばく線量を評価するシステムが、これまでに開発されている。これらのシステムは、モンテカルロ計算で解析した線量データを利用しているが、これにかかわる計算技術,CT検査に用いる装置は常に進歩している。このような背景から、最新の計算技術を利用して、種々の撮影条件に適用できる線量評価システムWAZA-ARIの開発を進めている。WAZA-ARIでは、基盤となる臓器線量データとして、計算コードPHITSと精密人体モデルJMファントムで解析したデータを用いている。JMファントムは平均的な日本人の体格,臓器質量を模擬するモデルであるが、実際の被験者はさまざまな体形,体格を有することから、人体構造の違いによる臓器線量の変化を把握しておくことは重要である。本研究では、異なる人体構造を模擬するICRPの標準ファントムなどを用いた線量解析の結果について述べる。

論文

Development of a web-based CT dose calculator; WAZA-ARI

伴 信彦*; 高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 吉武 貴康*; 勝沼 泰*; 甲斐 倫明*

Radiation Protection Dosimetry, 147(1-2), p.333 - 337, 2011/09

 被引用回数:13 パーセンタイル:19.73(Environmental Sciences)

CT検査における被検者の被ばく線量を評価するため、web上で動作する線量評価システムWAZA-ARIを開発している。システムの基礎となる臓器線量データは、日本人男性ファントム(JMファントム)をPHITSコードに組み込んで解析した。解析にあたっては、5mm幅の扇状ビームが人体上を5mmピッチで走査していく条件を想定し、ビーム成形フィルタによる光子減弱も考慮した。また、従来のMIRD型モデルを用いて、同様の条件で臓器線量を解析した。その結果、線源の位置に応じて、人体の形状、内部構造を精密に模擬したJMファントムでは臓器線量のスムーズな変化が確認されたが、MIRD型モデルでは、臓器、組織の形状の簡易的な定義に起因して、ステップ状に臓器線量が変化した領域があった。JMファントムによる解析結果は、Linuxサーバー上で動作するWAZA-ARIシステムに組み込んだ。その結果、同システムでは、商用のソフトウェアを使用しないが、高い操作性を有したうえで、正確な線量計算が可能となった。

論文

WAZA-ARI; Computational dosimetry system for X-ray CT examinations, 1; Radiation transport calculation for organ and tissue doses evaluation using JM phantom

高橋 史明; 佐藤 薫; 遠藤 章; 小野 孝二*; 吉武 貴康*; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*

Radiation Protection Dosimetry, 146(1-3), p.241 - 243, 2011/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:21.87(Environmental Sciences)

CT検査における被検者の被ばく線量を評価するため、web上で動作する線量評価システムWAZA-ARIを開発している。WAZA-ARIは、撮影条件を入力すると、システムに内蔵する臓器・組織線量のデータベースから、条件に対応するデータセットを抽出し、線量を評価する。本研究では、被検者の撮影時の条件等を詳細にモデル化し、PHITSコードを用いた放射線輸送計算により、線量データベースを作成する方法を確立した。ここで、人体モデルとして、身長(171cm)及び体重(65kg)が、日本人の成人男性の平均値に近いJMファントムを用いた。このファントムは、およそ1mm角のボクセルで小さな臓器も厳密に再現し、臓器質量は日本人男性の平均値に近い。また、胴体のCT検査では腕を頭上に置くため、両腕を胴体側面から除去したモデルも導入した。これらのモデルを用いて、CT装置に導入されているビーム成形フィルタでの光子減弱を考慮した輸送計算で、各臓器の線量を計算した。その結果、JMファントムと従来の解析で使用されていたMIRD型ファントムによる臓器線量に有意な差が見られ、精密な人体モデルの利用の必要性が確認された。

論文

WAZA-ARI; Computational dosimetry system for X-ray CT examinations, 2; Development of web-based system

伴 信彦*; 高橋 史明; 小野 孝二*; 長谷川 隆幸*; 吉武 貴康*; 勝沼 泰*; 佐藤 薫; 遠藤 章; 甲斐 倫明*

Radiation Protection Dosimetry, 146(1-3), p.244 - 247, 2011/07

 被引用回数:12 パーセンタイル:21.87(Environmental Sciences)

CT検査における被ばく線量を正確に評価するため、webシステムWAZA-ARIを開発中である。WAZA-ARIは、放射線輸送計算コードPHITSにJMファントムを組み込んで解析した臓器線量を計測可能な線量に規格化し、そのデータベースをXMLファイル形式で保存している。また、線量評価をネットワーク上のwebブローザーによりアクセス可能なLinuxサーバーで実行するため、ユーザーは表示画面を通じて撮影条件を設定する。ここで設定した条件に対して、最適なデータセットが選択され、撮影範囲内にあるデータを合算して臓器線量を算出する。この計算処理では、X線管の回転時間、ビームピッチというCTスキャニングに関係するパラメータが考慮され、臓器線量の最終結果はスキャニング中の総電流値(mAs)及びCT撮影の線量指標(CTDI)に基づき算出される。現在、規格化された線量データの整備は、未だ数種類のCT機種に限られているが、WAZA-ARIは高い有用性,簡便なメンテナンス法を既に達成した。また、さらなる適用の拡張に関する可能性を検討中である。

論文

Analysis of organ doses from Computed Tomography (CT) examination by the radiation transport calculation to develop the dosimetry system, WAZA-ARI

高橋 史明; 遠藤 章; 佐藤 薫; 長谷川 隆幸*; 勝沼 泰*; 小野 孝二*; 吉武 貴康*; 伴 信彦*; 甲斐 倫明*

Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 1, p.517 - 520, 2011/02

CT検査の被験者に対する不要な被ばくを避けるため、画像の撮影条件に基づく線量評価システムが既に開発されている。これらシステムの多くは、数学人体模型で解析した臓器線量をデータベースとして利用する。近年、線量評価での数値解析技術の進展,CT機器の性能の向上が図られてきた。そこで、これらの最新の技術を反映した線量計測システムWAZA-ARIを開発するための研究を遂行している。基本となる臓器線量データは、数学人体模型と比較して、人体構造をより精密に表現する男性のボクセルファントム(JMファントム)で計算する。CT装置内の放射線輸送はPHITSコードで模擬し、X線管からの光子放出はサブルーチンを用いた線源モデルで設定する。ここで、線源モデルは、最近の多くの機種が採用しているヘリカルスキャンのX線管移動も定義できる。そのため、WAZA-ARIシステムは、適切な人体及び線源モデルにより計算された臓器線量に基づく線量評価が可能となる。

論文

屋内ラドンリスクに関する疫学研究とその評価

米原 英典*; 石森 有; 秋葉 澄伯*; 飯田 孝夫*; 飯本 武志*; 甲斐 倫明*; 下 道國*; 床次 眞司*; 山田 裕司*; 吉永 信治*; et al.

保健物理, 42(3), p.201 - 213, 2007/09

日本保健物理学会では、屋内ラドンの肺がんリスクにかかわる最近の研究論文や国際的な動きに対応するため「屋内ラドンのリスク評価とその対応に関する専門研究会」を設置し、2005年4月から2007年3月まで活動した。近年の屋内ラドンのリスク評価に関する欧州及び北米での疫学調査研究結果の内容を検討し、それを我が国への適用の観点から評価し「屋内ラドンリスクに関する疫学研究とその評価」としてまとめた。

論文

会議開催準備活動の概要

加藤 正平; 井上 康*; 金子 正人*; 甲斐 倫明*; 藤元 憲三*; 鈴木 征四郎*; 高上 民治*; 熊谷 哲之*

保健物理, 35(3), p.319 - 326, 2000/09

IRPA-10(国際放射線防護学会第10回国際会議)が2000年5月広島にて開催された。本稿はIRPA-10の特集記事の一部として、会議開催準備活動の概要を述べたものである。会議の誘致、開催決定後の準備活動を紹介した。

報告書

核燃料施設における放射線防護の最適化に関する研究

草間 朋子*; 甲斐 倫明*

PNC-TJ1602 91-002, 14 Pages, 1991/03

PNC-TJ1602-91-002.pdf:0.45MB

核燃料施設における放射線防護の最適化について検討した。操業段階における最適化では、従来の費用便益解析などの手法を適用した定量的な解析は多くの場合困難である。セル内作業における最適化のあり方を検討した結果、1つの作業ごとに放射線管理に関する記録は次の類似の作業の防護の最適化に役立つように残すためには、放射線管理現場における記録のフォーマット化が必要であることが明らかになった。また、それらの放射線管理記録を効率よく利用していくためには最適化支援データベースを作成することが操業段階のメイテナンスなどにおける最適化を進めるのに有用であることを示した。

論文

放射線雲からのガンマ線体外被曝線量計算における核種放出光子エネルギーの扱い

日高 昭秀; 甲斐 倫明

日本原子力学会誌, 29(11), p.1023 - 1029, 1987/11

ガンマ線体外被ばく線量評価では、通常簡便さから核種が放出する種々のエネルギー光子からの線量寄与を加算する(直説法)代わりに、実行/平均エネルギーという縮約されたエネルギーを持つ一本の光子として扱う(簡便法)ことにより計算を簡略化することが多い。しかし被ばく線量計算式中のエネルギーに依存する部分は、エネルギーに関して非線形であるため、光子の放出割合が分散している時、この手法ではよい近似が得られない場合も生じる。そこで代表的希ガスについて簡便法の結果と直説法の結果を比較し、考察を行った。簡便法の結果は、風下軸上や最大被ばく地点では過大で安全側であるが、核種によっては原子炉施設近傍で1桁以上過小評価となることが明らかになった。その場合の補正法としては、放出光子を50keV以上と未満のエネルギーにグループ分けし、それらに関して簡便法を適用し最後に線量寄与を合算する手法を提案する。

報告書

SPEEDI:A computer code system for the real-time prediction of radiation dose to the public due to an accidental release

今井 和彦; 茅野 政道; 石川 裕彦; 甲斐 倫明; 浅井 清; 本間 俊充; 日高 昭秀; 中村 康弘; 飯嶋 敏哲*; 森内 茂

JAERI 1297, 75 Pages, 1985/10

JAERI-1297.pdf:4.5MB

原子力施設の事故の際に環境中に放出される放射性物質からの被曝線量を予測計算して、緊急時の防災対策に役立てるための情報を提供する計算コードシステムSPEEDIを開発した。SPEEDIは、2つのサブシステムに区分され、パフモデル、ガウスプルームモデルによる迅速簡易計算と、統計を用いた風の予測および質量保存則を満たする次元風速場計算をもとに、複雑地形上での移流拡散をランダムウォーク法とPICK法との組合せたモデルによってより現実的な被曝線量計算を行なう詳細計算の2つから構成される。本報告では、各計算モデルのほかSPEEDIの構成および機能について述べる。さらに、拡散モデルの野外実験および風洞実験との比較について述べ、モデルの性能、その他システムとしての実用性について入力データおよび運用方法の点などから論じる。

報告書

原子炉停止時における炉内核種組成の変化(SPEEDIのソースタームの情報の観点から)

甲斐 倫明; 森内 茂; 大久保 收二

JAERI-M 85-012, 42 Pages, 1985/02

JAERI-M-85-012.pdf:1.43MB

SPEEDIのソースターム計算に用いる希ガスまたはヨウ素の核種組成は線量評価上有用な情報である。原子炉事故は一般に事故に至る直前において炉出力の変化を伴うことが多い。希ガスおよびヨウ素の核種の中には半減期が数日以下の短いものが多く、これらの核種の炉内インベントリーは原子炉停止前の運転履歴に強く依存する。したがって、定格運転から原子炉停止に至ると仮定した場合の核種組成率は、原子炉停止前の運転履歴によって核種の半減期の比較的長いものでは過小評価となる。この程度は、炉出力低下率およびその期間、または原子炉停止からの時間によって幾分異なる。本報告では、線量評価の観点から希ガスの体外被曝とヨウ素の甲状腺被曝に原子炉停止前の運転履歴が及ぼす影響について述べた。

論文

緊急時環境線量情報予測システムSPEEDIの設計思想と使用経験

浅井 清; 茅野 政道; 石川 裕彦; 甲斐 倫明; 中村 康弘; 森内 茂; 今井 和彦

日本原子力学会誌, 27(9), p.839 - 850, 1985/00

 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

大気中への放射能異常放出による被曝線量を、計算により予測するシステムSPEEDIの、設計思想と使用経験により得られた知見について述べた。緊急時システムは、できるだけ迅速かつ正確に被曝線量を予測することが必須条件である。そのため、システム設計ではどのような入力データが実時間で可能であるか,迅速かつ正確な予測が可能な計算モデルは何か,対策に役立てるために何を出力したらよいかが考え方の基本になる。本報告では、どのようにこれらを考慮し,実現したかという点について述べ、同時に問題点について言及する。

論文

Estimation of embryonic and fetal doses from accidentally released radioactive plumes

甲斐 倫明

Radiat.Prot.Dosim., 11(2), p.91 - 94, 1985/00

原子力施設の事故時に放出される放射性雲からの胎児の体外被曝線量評価を行った。胎児は、遺伝性の異常の誘発および小児期あるいは成人期に現れるであろうがんに加えて発生異常を放射線防護の対象としなければならない。発生異常の型や頻度は被曝したときの妊娠の時期によって左右される。本研究では妊娠の時期、光子エネルギー、光子の入射角度による効果を調べた。その結果、放射性希ガス核種の放出する平均光子エネルギーの範囲では、妊娠時期による違いは小さく、およそ0.5rem/Rとみてよいことがわかった。本研究で得られた知見は、緊急時の防災対策および原子炉立地の安全審査等に役立つものである。

報告書

SPEEDI:緊急時環境線量情報予測システム

茅野 政道; 石川 裕彦; 甲斐 倫明; 本間 俊充; 日高 昭秀; 今井 和彦; 飯嶋 敏哲; 森内 茂; 浅井 清; 中村 康弘; et al.

JAERI-M 84-050, 80 Pages, 1984/03

JAERI-M-84-050.pdf:2.3MB

緊急時環境線量情報予測システムSPEEDI(System for Prediction of Environmental Emergency Dose Information)について報告する。原子力施設の事故時に大気中に放出された放射性物質の濃度やどれによる被曝線量を、放出源情報と実際の気象条件から計測することは、防災対策上極めて重要である。SPEEDIはこの目的のために開発された計算システムである。この種システムの開発は、原子力安全委員会の「環境放射能安全研究年次計画」に従って原研を中心におこなわれている緊急時関連の環境安全研究のひとつの項目となっている。昭和55年に調査を、開発は昭和56年に着手し、57年度に第1、第2版を、実用規模に達したと考えられるので、その成果を簡単にまとめて報告する。

報告書

任意の濃度分布をもつ放射性雲からの外部被曝線量計算コード(CIDE)

甲斐 倫明

JAERI-M 84-006, 28 Pages, 1984/02

JAERI-M-84-006.pdf:0.84MB

原子力施設から放出される放射性物質のうちで、大気中に拡散していく放射性雲からの一般公衆の被曝線量評価は、放射性物質の大気中濃度としてガウス分布を仮定するガウスプルームモデルが用いられている。しかし、事故時には短時間の風向変動などを非定常に取り扱える拡散モデルが求められる。したがって線量計算モデルは任意の濃度分布からの評価を行えることが必要となる。本コードは、PICモデルから得られる空間を任意に分割したセル内の平均濃度からの線量を計算するものである。モデルの妥当性を評価するために、ガウスプルームのときに得られる数値積分結果との比較を行った。その結果、良い一致が得られた。そのとき、計算結果の精度に影響するセルサイズの選択について考察した。

論文

日本人の甲状腺における放射性ヨウ素の生物学的半減期に関する考察

甲斐 倫明

保健物理, 18(1), p.3 - 10, 1983/00

現在、放射性物質の体内被曝線量評価に用いている代謝データは欧米における標準人の値である。海産物などのヨウ素含有量の多い食品を摂取する習慣のある日本人のヨウ素代謝は欧米人とは異なる。長半減期核種である$$^{1}$$$$^{2}$$$$^{9}$$Iによる被曝評価に際して重要となる日本人の甲状腺における放射性ヨウ素の生物学的半減期について考察した。日本人と欧米人のヨウ素代謝の相違は、安定ヨウ素摂取量の違いによって甲状腺に移行し有機化したヨウ素がホルモンの生成に関与せずに、無機ヨウ素の形で血中に放出されるかどうかにある。これを5コンパートメントモデルによって模擬し、生物学的半減期について分析した。本研究の試算で得られた日本人および欧米人の生物学的半減期は、それぞれ39日、130日であり、実測値として知られているデータとよく一致する。本研究の結果は日本人の標準人(Reference Man)の値を考える上に有用な情報を提供するものである。

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