放射線の基礎知識：照射線量とは？

放射線の基礎知識：照射線量とは？

照射線量：放射線の影響を測る物差し

私たちが普段「放射線」と呼んでいるものは、物質を透過してエネルギーを伝える能力を持つ光や粒子の流れのことを指します。太陽の光やレントゲン写真にも使われているため、私たちは日常生活の中で常に放射線にさらされていることになります。

この放射線が人体や物質に影響を与える度合いを測る尺度となるのが「照射線量」です。照射線量は、放射線が物質に当たった時にどれだけのエネルギーを与えたかを表すもので、単位はグレイ(Gy)が使われます。

同じ線量の放射線を浴びたとしても、その影響は放射線の種類やエネルギー、そして被ばくした人の年齢や健康状態によって異なります。そのため、放射線の影響をより正確に評価するためには、「線量当量」という概念を用いる必要があります。線量当量は、放射線の種類やエネルギーの違いを考慮して、人体への影響の大きさを表した線量のことです。単位はシーベルト(Sv)が用いられます。

私たちは、原子力発電所の運用や医療現場での放射線治療など、様々な場面で放射線を利用しています。これらの場面において、照射線量や線量当量を正しく理解し管理することは、放射線の安全利用のために非常に重要です。

空気の電離と照射線量の関係

放射線が空気中を通過すると、そのエネルギーは空気の分子と衝突し、分子を構成する原子から電子を弾き飛ばすことがあります。電子を失った原子はプラスの電荷を帯びたイオンに、弾き飛ばされた電子はマイナス電荷を持つため、結果としてプラスとマイナスの電気を帯びた粒子のペアが生成されます。この粒子ペアをイオン対と呼び、空気中のイオン対の量は放射線のエネルギー量に比例します。照射線量は、まさにこの空気中に生じる電離量、すなわちイオン対の数に基づいて定義されます。具体的には、1キログラムの空気中に生じるイオンの電荷量の総和を計測し、その値をもって放射線の強度を表す指標としています。照射線量の単位にはグレイ(Gy)が用いられ、1グレイは1キログラムの空気中に1クーロンの電荷量に相当するイオン対が生じたことを示します。つまり、照射線量が高いほど、空気中で多くのイオン対が生成され、それだけ放射線のエネルギーが大きかったことを意味します。

単位：クーロン毎キログラムとレントゲン

放射線を浴びた物質1キログラムあたりに発生する電荷量を表す単位として、国際単位系ではクーロン毎キログラム（C/kg）が採用されています。 これは、放射線が物質に当たると、物質を構成する原子から電子が飛び出し、イオン化が生じる現象に基づいています。 つまり、クーロン毎キログラムは、放射線によって物質がどれだけイオン化されたかを表す指標と言えるでしょう。

従来は、放射線の照射線量を表す単位として、レントゲン（R）が広く使われていました。しかし、レントゲンは空気に対する定義であり、他の物質に対する適用が難しいという問題点がありました。 一方、クーロン毎キログラムは物質の種類に依存しないため、より普遍的な単位として国際的に認められています。

レントゲンからクーロン毎キログラムへの移行は、放射線に関する分野において重要な変化と言えるでしょう。 1レントゲンは2.58×10⁻⁴クーロン毎キログラムに相当します。

照射線量の適用範囲：Ｘ線とγ線

照射線量は、主にＸ線やγ線といった光子と呼ばれる放射線に対して用いられる指標です。これらの放射線は、波長が非常に短くエネルギーの高い電磁波として知られています。物質に照射されると、そのエネルギーを物質内の原子に与え、原子を構成する電子を弾き飛ばす現象、すなわち電離を引き起こします。
Ｘ線やγ線は、この電離作用が比較的強いため、物質に与えるエネルギー量を正確に評価することが重要となります。そこで、照射線量を用いることで、これらの放射線が物質にどの程度のエネルギーを与え、どの程度の電離作用を引き起こすかを評価することができます。
一方、α線やβ線といった粒子線は、原子核から放出されるヘリウム原子核や電子といった粒子であり、光子とは異なる性質を持っています。これらの粒子線は、物質を通過する際に物質内の原子と直接衝突し、エネルギーを与えるため、電離作用が非常に強く、物質への影響も異なります。そのため、粒子線に対しては、物質に与えるエネルギー量ではなく、物質内を進む間に単位長さあたりに付与するエネルギー量を表す線エネルギー付与（LET）を用いることで、より適切にその影響度合いを評価することができます。

まとめ

放射線が物質に当たると、その影響は物質の種類やエネルギーの大きさによって異なります。この影響を測る指標として、照射線量というものが用いられます。照射線量は、放射線が空気などの物質を通過する際に、物質を構成する原子から電子をどれだけ多く叩き出すか、つまり電離を引き起こすかという能力を表すものです。

照射線量の単位としては、クーロン毎キログラム（C/kg）またはレントゲン（R）が用いられます。クーロン毎キログラムは、1キログラムの空気中に生じる電荷の量で定義され、国際単位系(SI)における単位です。レントゲンは、従来から用いられてきた単位で、クーロン毎キログラムと関連付けられています。

照射線量は、主にエックス線やガンマ線といった、透過力の強い電磁波である光子に対して用いられます。これらの放射線は医療現場での画像診断やがん治療、工業分野での非破壊検査など、様々な場面で利用されています。

放射線は目に見えず、直接感じることができないため、安全に利用するためには、その性質や影響を正しく理解することが重要です。照射線量は、放射線が人体や物質に与える影響の程度を評価する上で、基本となる重要な指標の一つと言えるでしょう。