シーベルトとベクレル（単位の話）

シーベルト：「人体が受けた放射線量の単位」という説明が与えられることが多いが、わかったようでよくわからない。まず、「放射線の量」とは何か？最初の大雑把な答えとしては、「放射線の持つエネルギー量のこと」といえる。

上の考察はかなり大雑把なので、もう少し正確に考えてみる。放射線をたくさん浴びれば浴びる程、よりたくさんのエネルギーを体は受け取る。「体が受け取る」ということは、平たく言えば「放射線粒子の持つエネルギーによって細胞が破壊される」ということだ。「線量」というのは、人体が受け取った全ての放射線の合計エネルギー（「積分」ということ）という意味となる。

最後に、もっとも正確なシーベルトの定義について考察する。シーベルトの次元を調べると「エネルギー／質量」となっている。いうなれば、人体１kgあたりの「肉塊」が吸収した放射線エネルギーの総量というのがシーベルトという単位の持つ意味となる。

直感的なイメージとしては、このエネルギー総量が大きければ大きい程、肉体の損傷は激しいということになる。しかし、頑丈な鉄壁にピンポン球をぶつけてもダメージが無いように、人体組織もある程度の強度があるので、この強度よりも低い放射線エネルギーを浴びても人体は損傷しないはずだ。それが、「許容放射線量」という値だ。Wikipediaによると、X線CTでは、７−２０ミリシーベルトの線量を体に浴びることになるとのこと。とすると、おおよそ１００ミリシーベルトが許容限界の境になっているはずだと思われる。

さて、ここで「人体が吸収する」という部分が、実は大切だということに注意したい。シーベルトというのは、人体に対しての単位であって、それ以外のもの、例えば、鉄の塊に対しては使用されないらしい。（物体一般に対する放射線量の単位はグレイという単位を用いるようだ。）人体は皮膚、筋肉、血液など様々な構造からなるので、人体を「物質」として考えると、（鉄などと比べれば）かなり複雑な物質といえる。そうすると、放射線のタイプ（α線は皮膚を貫通できないが、γ線は簡単に貫通する、などなど）によって人体への吸収のされ方は異なるし、放射線が当たる位置（骨か、目か、それとも血液中か？など）によっても吸収量は異なる。

これらの点を考慮すると、シーベルトで表される放射線量Sを算出するときは、測定した放射線量G（つまりグレイで測られる量）に、放射線タイプによって決まる因子R、および人体のどこに放射線が当たったか（骨？皮膚？筋肉？など）で決まる因子Bを掛けて算出する。つまり、S=G×R×Bとなるらしい。

ベクレル：ベクレルというのは、ある物質が１秒間に（放射線を出す）核崩壊する回数を測る単位。α崩壊とか、ベータ崩壊とか、自発核分裂とか、その崩壊メカニズムは気にしない。原子核の崩壊寿命の逆数ということもできる。安定核なら０ベクレル。つまりどんなタイプの放射線もでない。ベータ崩壊の寿命が０．１秒の原子核が一つなら１０ベクレル。これが、１０個あったら１００ベクレルということになる。

東京の水道水は２１０ベクレル／リットルと言う表現で「汚染」されていると報道されたが、これは一リットルの水に解けている放射性物質（ヨウ素１３１）が１秒間に２１０回β崩壊、つまり２１０個のβ線（電子のこと）を出した、ということだ。ヨウ素１３１のβ線のエネルギーは約１MeVらしいから、東京の水道水１リットルからは、毎秒２１０MeVのエネルギーがβ線の形で放出されていることになる。1MeV=1.6x10^-13Jだから、２１０MeV = 3.4 x 10^-11J。体重６０キロのヒトが、東京の水１リットルを汲んできて目の前に置いた時の被爆線量は3.4x10^-11/60 = 5.7x10^-7マイクログレイとなる。β線の場合R=1,皮膚への放射線照射はB=0.01と言うことらしいので、これを上の数字にかけると、この６０kgのヒトが受けた放射線量は0.000000057マイクロシーベルト/秒となる。仮にこの水道水１００リットルを湧かして、その風呂に３０分（約２０００秒とする）入ったとしても0.01マイクロシーベルトにしかならない。この「放射能温泉」は明らかに安全だ。

さて、東京の汚染水道水を飲んでしまった場合の考察については、また別の機会にて。