放射線医学

放射線の基礎知識

放射線（電離放射線）は、(a)＿＿。電磁波と粒子線（荷電あり・なし）があり、それぞれ(b)＿＿、＿＿、＿＿がある。二次的に発生した荷電粒子が周囲に電離作用を及ぼすのが「間接電離放射線」であり、一方「直接電離放射線」には(c)＿＿と＿＿が該当する。「線エネルギー付与」とは(d)＿＿のことであり、(e)＿＿は高LETの放射線である。

(a)直接または間接に標的分子を破壊する高エネルギーの粒子もしくは電磁波。　(b)粒子線（荷電あり）＝α線、β+線、β-線、陽子線、電子線；　粒子線（荷電なし）＝中性子線；　電磁波＝X線、γ線、紫外線の波長が短いもの　(c)直接電離放射線＝α線、β線　(d,e)LETは飛程の単位長さあたりに物質に与えるエネルギーで、中性子線（やα線）で高い

放射性同位体は(a)＿＿の物質を指し、α壊変によりα線（＝実体は(b)＿＿）、β-壊変によりβ-線（実体は(c)＿＿）、β+壊変によりβ+線（実体は(d)＿＿）を放出する。β+壊変はPETに使われ、同位体として(e)＿、＿、＿、＿が使用される（陽電子を出して原子番号は一つ減る）。β線は連続スペクトル（理由：(f)＿＿）。γ線は線スペクトル。

(a)ある元素の同位体のうち、原子核が不安定で崩壊して何らかの放射線を出すもの　(b)ヘリウムの原子核　(c)電子　(d)陽電子　(e)FONC　（11C, 13N, 15O, 18F）　(f)エネルギーをニュートリノと分け合うため。

＊β+壊変では原子番号（陽子の個数）が減る。
＊陽子は中性子よりわずかに重たい。
＊半減期と放射能(A)の式を「壊変法則」とも呼ぶ。

放射線の応用知識

放射性同位体の分離法としては(a)＿＿（非放射性の担体を加える）や(b)＿＿による分離がある。γ線と物質の相互作用としては(c)＿＿、＿＿、＿＿（どれも電子に対する影響）が挙げられる。　照射線量（C/kg）に対して、エネルギーを付与された側を(d)＿＿（単位：＿＿）とする。放射線ごとに異なる(e)＿＿との積が＿＿（単位：＿＿）で、さらに(f)組織ごとの(f)＿＿で積算したものが＿＿（単位：＿＿）である。

組織ごとに(f)を算出するのは困難なので、人体組成を模擬した直径30cmの球体（ICRU球）を置き、その1cmの深さでの(g)＿＿を「(f)実効線量」と考えることが多い。

(a)共沈や、(b)溶媒抽出による分離　(c)光電効果、コンプトン効果、電子対形成　(d)「吸収線量」（Gy=J/kg）　(e)放射線加重係数→「等価線量」（Sv）　(f)組織加重係数→「実効線量」（Sv）　(g)線量当量

＊1eV=1.6×10^-19J

放射線関連の法令

原子力基本法の三原則は、(a)＿＿、＿＿、＿＿である。原子力基本法第三条と放射線障害防止法に「放射線」の種類が主に記載されている。前者では原子炉、後者では機器や発生装置についても定められている。他に、原子炉等規制法や薬事法で定められているものもある。

放射線防護の上で、(b)＿＿、＿＿影響の考え方が重要。実効線量限度は(c)＿ ＿、＿＿であり、緊急時は(d)＿＿である。女子は＿＿、妊娠の可能性のある女子の業務は＿＿。

(a)民主的な運営をもとに、自主的にこれを行い、その成果を公開する　(b)確率的影響、確定的影響　(c)100mSv（5年）&50mSv（1年）（＊平時も女子は5mSv/3月等の制限。等価線量の限度は水晶体150mSv/年、皮膚500mSv/年などの制限）　(d)100mSv（1年）（＊女子は緊急時の線量限度を適用する作業につかせてはならない。等価線量の限度は水晶体300mSv、皮膚1Sv。つまりすべて平時の2倍）

表面密度にも限度があり、(a)＿＿、＿＿が規定されている。放射線施設、使用者（事務所の長）、放射線取扱主任者、業務従事者が定められ、(b)＿、＿、＿（＊1年目と2年目以降で長さは異なる）が義務付けられている。

(a) α線を放出するもの：4Bq/cm²、しないものは40Bq/cm²の限度　
(b) 教育及び訓練の時間数:＜初めの１年/１年ごと＞
人体に与える影響 30min/30min
安全取り扱い 4h/1.5h
障害の防止に関する法令 60min/30min
予防規定 30min/30min

放射線と人体への影響

自然放射線は日本で1.67mSv（世界2.4mSv）。食物で(a)＿＿により＿＿は被爆している。また医療被曝でも日本人平均2mSv以上はある。外部被曝防護の三原則は、(b)＿、＿、＿であり、内部被曝防護の三原則は(c)＿、＿、＿での被曝を防ぐことである。

(a)40K, 4000Bq/年ほど（内部被曝0.17mSv相当）　(b)距離、遮蔽、短時間　(c)皮膚、吸入、経口での被曝防止

身体的影響と遺伝的影響に分類できるが、ヒトでの遺伝病の発生は実証されていない。身体的影響には早期もしくは晩発の影響がある。早期の影響（すべて確定的影響）として、(a)＿＿、＿＿、＿＿があり、晩発の影響（確定的影響）として(b)＿＿、晩発の影響（確率的影響）として(c)＿＿がある。

一時的不妊の閾値は男性で(d)＿＿（確定的影響）である。また(e)＿＿では永久不妊となる。胎児の感受性は高く(f)＿＿で流産や障害が現れる。白内障は2Gy、胃腸管の損傷は5-15Gy、神経系の損傷は(g)＿＿で起こる。2-6Gyの被曝直後から(h)＿＿は100%起こるので治療の目安にもなる（このとき60日以内の致死率が50%で骨髄抑制による感染症や出血による）。

(a)皮膚の紅斑、脱毛、白血球減少、不妊　(b)白内障　(c)がん、白血病　(d)0.15-0.65Gy　(e)2.5-3.5Gy　(f)0.16Gy　(g)15Gy　(h)放射線宿酔

ブラッグピーク

ブラッグピークとは(a)＿＿。

(a)質量の大きい重荷電粒子は散乱せず進行し、飛程の最後に速度が遅くなって大きな線量を発生する。重粒子線治療法と呼ばれる。

放射線の検出や防護（重要）

問題：α線、β線、γ線、中性子線の検出器の例とその原理を簡潔に答えよ。

α線は（透過力が小さいので）固体の電離を利用した「表面障壁型Si半導体検出器」などで検出される。β線の検出には、気体の電離を利用したよくある「ガイガーミュラー計数管（感度は高く自然放射測定に向く）」や「電離箱（感度は低い）」が利用される。γ線やX線では、励起で蛍光をだす「NaIシンチレーション検出器」が用いられ、中性子線の検出はあまりよい検出法がなく核反応を利用した「放射化検出器（3He比例計数管）」が用いられる。

分子生物学に利用される核種を2例挙げて放射線の種類と半減期を答えよ。

他に、Ge半導体検出器という、固体の電離を利用し、γ線や未知核種同定に向くものもある。遮蔽は、α、β線まではアクリル板。γ線は鉛。中性子線は水槽（水分子が良いらしい）。32Pは強いβ線で半減期14日。トリチウムは弱いβ線で半減期12年で、これらは分子生物学の実験で多用された。

その他の知識：
物質が吸収した放射線エネルギー100eVあたりの原子・分子またはイオン対の数をG値という。
放射能測定において計数率nの誤差は測定時間をtとすると、＿＿であらわされる。
ウランやプルトニウムの核分裂生成物としてセシウム137やストロンチウム90（β線を出す）がある。
コバルト60は密封γ線源として用いられる。
放射能と質量の関係：W（質量g）=TMA/4.17×10^23　（M=質量数、T=半減期(s)、A=放射能(Bq)を求める式と考えるのが分かりやすい。）