治療用加速器と放射化

放射線管理を担当する診療放射線技師や専門的な知識を持つ医学物理士が責任を持って管理しています。

放射化って何?

安定だった核種が、放射性物質に変わることじゃ。
普通の金属だったものが、放射線を出すように、変質してしまうことじゃ。

核種って何?元素と違うの?
「放射性同位元素」という法律用語を習ったけど、放射性同位元素と非放射性同位元素があるってこと?

元素は陽子数が決まれば原子番号で決定されるが、
核種はそれに質量数の多様性を考慮しておる。
(=中性子の数も考えているということ)

原子核の性質が変わってしまうのか。

金属は、原子が集まってできておる。
原子には原子核があって、原子核は、主に陽子と中性子で構成されておる。
そのバランスを変わると、放射線を出す性質に変わることがあるのじゃ。
詳しく言うと質量数が変わるということじゃ。

質量数って何?

原子核の陽子と中性子の数を合わせたものじゃ。

放射性核種は安定じゃないから放射線を出して安定になろうとするんだよね。
どうして安定じゃないの。

1)中性子が過剰
2)中性子が足りない
3)その他
じゃ。

その他って何だ?

核異性体転移じゃ。
これも放射線を放出する。

核異性体転移って概念は高校の物理だと習わないと思う。

核異性体は原子核が元気になっている状態じゃ。物理の世界では励起と呼ばれておる。

普通は、中性子と陽子のバランスを崩せば放射性核種になるんだね。
どうやってバランスを崩すの?

原子核にエネルギーを与えて中性子などをはじき出すか、
原子核に中性子を取り込ませればよい。

原子核をいじるってすごそうだね。
でも、これって医療に関係あるの?
医療用の加速器ってどのくらいあるの?

日本アイソトープ協会放射線利用統計を見ればよいじゃろ。
日本には約千台の医療用加速器があって10 MeVのものが主流じゃ。
この中で放射化の管理を考えるのは6 MeVを超えるものじゃ。

6 MeVよりもエネルギーが小さいのは放射化を考えなくてもよいの?

放射化はあっても防護上無視できるということじゃ。
食品への放射線照射による商品劣化や微生物繁殖による健康リスクを制御する手技の導入での放射線安全面での検討では、不安定で放射化しやすい核種のことも考慮した議論がなされておる。(*1)

自然の宇宙線由来の中性子の量や放射化しやすい核種の分布は一様じゃないから、
精度よく計測したら「有意な差」が見つかるけど、それは気にしなくてよいと言うことだね。


自然の宇宙線由来の中性子の量
γ線の線量率が上がっているのは、放射化物のため(ここでは原発事故の影響の寄与は小さい)

その差が偶然に基づくかどうかではなく、どの程度の意味があるかが重要じゃ。
質のよい測定では海上と地上とでは中性子の量が違うことが確認できる。

昔「有意水準はゼロじゃない」という高校生の映画があったけど、原子力分野での「有意な差」とは、偶然とは考えられない差ではないという統計学的な用語じゃなくて、その差が安全上意味がないということを言いたいんじゃないかな。
統計学を学んでいる学生さんは察してあげて、混乱しないように注意して欲しい。
本題に戻ると、10 MeV以上だと配慮していると言うことか。どういう注意がなされているのですか?

まず10 MeVだともっとも放射化するターゲットやターゲットフォルダは放射性物質として扱われておる。
詳しくは、 治療用加速器のターゲットの廃棄はどうすればよいですか?を読んで欲しい。

小さいものだけど生成量が規制免除レベルを超えるから、放射性物質として扱っているのですか?

規制免除レベルは超えないから、本来は放射性物質として扱わなくてもよいが、十分に減衰しないとクリアランスレベルを超えかねないために、リサイクル工業界に対して医療関係者が自主的に配慮しておるのじゃ。PETで生じる放射性廃棄物には1週間減衰させれば放射性廃棄物として扱う必要がないというルールが導入されておるが、本来は考えなくてもよい製剤中の異核種までも心配しておるのが医療関係者じゃ

なるほど。最近はもっと高いエネルギーの加速器もあって深部の腫瘍の治療に効果を発揮しているようだけど、これだと中性子の量も多いのかな。

発生する中性子の量はエネルギーに応じて増加するので、放射化量も増えてくる。
医療では患者さんが受ける線量で中性子の体内線量も極めて精度よく推計しており、二次がんなどのリスクも最小になるように、制御しておる。
また、室内の中性子分布も事前に推計して、室内の備品や施設そのものの放射化の影響ができるだけ小さくするように工夫されておる。

放射線治療の進歩はすばらしいね。

廃棄の際には問題にならないような短半減期の核種は日常診療や装置のメンテナンスで線量を与えうるので、
エネルギーが高い放射線治療はその日の最後の方にもってくるなど細かい気配りがなされておる。
わが国の医学物理士は優秀で繊細じゃから、任せて安心なのじゃ。
専門家集団のJSMPでは極めてレベルの高い議論が展開されていて、この分野の国際的な議論をリードしておる。
未だに医療用加速器の放射化物の規制整備は実質的な議論がまだ始まっていない国が少なくない状況じゃ。

もっとも米国では突っ込んだ議論が行われておる。
DOE Accelerator Safety Workshop, SLAC, August 17-19, 2010

このワークショップではわが国のデータも使われているのですね。
専門のスタッフがいることも心強いな。

それに廃棄物を扱う場合には、放射化以外の有害物質の制御も重要じゃが、(社)日本画像医療システム工業会も法規・安全部会本委員会に放射化物の管理に関する検討WGを設置してしっかりと取り組んでおる。

廃棄物処理は費用をかければそれでよいといことじゃなくて、安全を担保しつつ、無駄なコストをかけずにすむように工夫しているんだね。

リサイクル関係者にもぜひ理解を求めたいところじゃ。
心配なことがあれば、病院の放射線管理担当者にお願いして実情を見せてもらって納得して、放射線管理の合理化に協力して欲しい。
それが未来の人類の負担を減らすことに貢献するのじゃ。

無駄な経費のために治療装置の更新が遅れるのは困ることだから、みんなで医療を支えることが必要だね。
関係者の理解を得るために医療機関側はどうすればよいのかな?

排出時にきちんと安全評価して、それをわかりやすく説明することが求められるのではないかな。
放射線防護上のリスクはとっても小さいけど、リスク認知は主観的なものであり、廃棄物業者や処分場周辺住民の理解が得られないと合理的な扱いは出来ないことをよく認識して、リスクコミュニケーションに取り組んで欲しい。

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放射化したターゲットなどの管理

治療用加速器のターゲットの廃棄はどうすればよいですか?

法令改正審議状況

放射線障害防止法の改正案は平成22年4月13日に衆議院で可決され、平成22年4月28日に参議院でも可決され、平成22年5月10日に公布されています

衆議院文部科学委員会付帯決議

政府及び関係者は、本法の施行に当たり、次の事項について特段の配慮をすべきである。
 一 政府は、クリアランス制度の導入について、適正な運用を図るため、事業者等への周知徹底を図ること。また、本制度に関して、広く国民の理解が得られるよう、その趣旨や内容についての広報に努めること。
 二 文部科学省令に定める安全基準については、最新の技術や知見に基づき安全が確保されるよう適正に定めること。また、本制度の運用に当たっては、事業者等に対して十分な指導及び監督を行い、その厳格な運用がなされるよう万全を期すこと。
 三 政府は、放射能濃度の測定及び評価結果の確認を行う登録濃度確認機関に対し、適正な業務実施が確保されるよう万全の措置をとること。
 四 放射性同位元素の使用を廃止した者等が行う廃止措置については、廃止措置が確実に履行されるよう、政府は、廃止措置の履行の状況を十分に把握し、適切な指導を行うこと。
 五 政府は、放射性同位元素等の使用等に関する安全規制について確実かつ円滑な実施を確保するため、新たな技術や施設などの状況を踏まえて、必要に応じ安全規制の見直しを図るとともに、専門人材の育成及び安全規制体制の強化に一層努めること。

参議院文教科学委員会付帯決議

  政府及び関係者は、本法の施行に当たり、次の事項について特段の配慮をすべきである。
 一、クリアランス制度の導入に当たっては、その適正な運用を図るため、地方公共団体、事業者、産業廃棄物処理業者等への周知徹底を図ること。また、本制度に関して、広く国民の理解が得られるよう、その趣旨や内容についての広報に努めること。
 二、文部科学省令に定めるクリアランスレベルや測定・評価方法に係る基準については、最新の技術や知見に基づき安全が確保されるよう適正に定めること。
 三、本制度の安全性と信頼性を確実に担保するため、廃棄物の保管・管理・搬出、処理等の状況を注視し、事業者、登録濃度確認機関、産業廃棄物処理業者等に対して十分な指導・監督を行うとともに、関係府省、地方公共団体等において緊密な連携を行うなど、その運用が厳格になされるよう万全を期すこと。
 四、放射能濃度の測定・評価結果の確認を行う登録濃度確認機関については、測定・評価能力の一層の向上など適正な業務実施が確保されるよう万全の措置をとること。
 五、放射性同位元素の使用を廃止した事業者等が行う廃止措置については、廃止措置が確実に履行されるよう、その履行状況を十分に把握し、適切な指導を行うこと。
 六、放射性同位元素等の使用等に関する安全規制については、確実かつ円滑な実施を確保するため、新たな技術開発や施設の大型化など状況の変化を踏まえて、必要に応じ速やかに、その見直しを図ること。また、放射性同位元素等は、今後も、医療、研究等の多様な分野で利用されていくことにかんがみ、専門人材の育成及び安全規制体制の強化に一層努めること。

重粒子線治療施設の放射化対策

放射線医学総合研究

将来に備えてHIMAC施設の放射線安全研究

放射化生成核種

金属の種類別放射化核種

放射線発生装置の解体等に伴って発生する RI 汚染物中の核種の選定について 平成21年8月25日 高エネルギー加速器研究機構

小規模放射線発生装置使用施設における放射化状況調査

小規模放射線発生装置使用施設における放射化状況調査 平成21年8月25日 高エネルギー加速器研究機構

放射線治療用直線加速装置に関する調査報告

放射線治療用直線加速装置に関する調査報告 平成21年8月25日 高エネルギー加速器研究機構

食品照射の安全性検討での放射化におけるγ、γ’反応の記述例

食品照射研究・開発の現況

「食品への放射線照射についての科学的知見のとりまとめ業務報告書」への日本食品照射研究協議会の反論

核共鳴蛍光散乱の考慮を向上させ食品照射で生じうる放射化の計算の精度も上げられるのではないかとしている例

放射化物の放射線管理のFAQ

Q.高いエネルギーの高エネルギー診療用放射線発生装置の使用で注意すべき点を教えてください。

従事者の安全

18 MV acceleratorで生成される放射化核種の主なものはAl-28, Mn-56, Na-24で、その飽和線量率は、9.6, 12.4, 6.2μSv/hです。
通常の照射では週あたりの線量は60 μSvと推計されます(最大330 μSv/week)。
QA作業が増えると線量は多くなります。
必要がなければエネルギーを低くして照射すべきです。
高いエネルギーの照射は一日の後半にするのがよいでしょう。
装置本体の放射化を低くするために製造者は装置デザインを工夫すべきです。

文献

Rawlinson JA, Islam MK, Galbraith DM.Dose to radiation therapists from activation at high-energy accelerators used for conventional and intensity-modulated radiation therapy.Med Phys. 2002 Apr;29(4):598-608.

患者の安全

Out-of-fieldへの放射線照射は二次がんのリスクを高くします。
Step-and-shoot intensity-modulated radiation therapy (IMRT)が、一般的になりつつありますが、beam-on timeを増加させるために、Out-of-fieldへの放射線照射が増加することが考えられます。
IMRTは、通常治療に比べて3.5-4.9のMUを必要とし、その程度はエネルギーに依存します。
The conservative maximum risk of fatal second malignancyは、conventional radiation,で 1.7%、10-MV X-rays のIMRTで 2.1% 、18-MV X-rays のIMRT で 5.1%でした。

文献

Kry SF, Salehpour M, Followill DS, Stovall M, Kuban DA, White RA, Rosen II.The calculated risk of fatal secondary malignancies from intensity-modulated radiation therapy. Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2005 Jul 15;62(4):1195-203.

放射線診療従事者以外の防護

Q.放射線治療室(リニアック室)にはいるだけで被曝するのですか?

A.放射化物が生成されていると、それによる
・外部被ばく
・サブマージョンによる被ばく
・内部被ばく
が考えられます。
その量は施設によって異なりますが、いずれもきちんと制御されており、担当者の指示に従えば問題は全くありません。
放射線部からも詳しい説明があります。

放射線管理の手順

Q.リニアック室に患者さんの送り迎えにくる看護師にも電離則では記帳の義務がかかっているのでしょうか?

A.電離則の労働基準監督署向け解釈通達である基発253号は「管理区域に一時的に立ち入る労働者」の「管理区域への立入りの記録」を「少なくとも立入後1年間保存することが望ましい」と記述されています。
この立入の記録の保存義務は労働者保護のために事業者に課せられたもので、昭和61年7月の審議会からの意見具申に基づいています。
放射線治療を受ける患者さんの診療の介助などの業務による管理区域への一時的な立ち入りの程度は、事前のみならず事後的にもきちんと把握されることから、管理区域に一時的に立ち入る看護師の線量は正しく推定することができ、それが記録され保存されていることから、労働者側の理解も得られ、問題はないと考えられます。
しかし、現場の放射線管理担当者からは、看護師などがリニアック室に立ち入る際には毎回記帳すべきであるという意見が寄せられています。

管理区域に一時的に立ち入る労働者のリスク

Q.放射性物質や放射性発生装置を使っていない場合に使用室に一時的に立ち入る労働者が受けるリスクにはどのようなものがありますか?

放射性物質による汚染があった場合

放射性物質による汚染があった場合には、それに由来した曝露を受けることが考えられます。
しかし、医療機関では使用室内の汚染の程度は常に把握されています。

放射線発生装置などにより生成されたオゾンや酸化物の曝露

放射線は空気中の分子に不対電子を生成するために、ラジカルが作られ、その反応産物を曝露することが考えられます。
しかし、医療機関ではこのリスクは十分に制御されています。
放射線施設で生成されるオゾンは安全ですか?

暗電流放射線

コンデンサ式X線高電圧装置の充電状態において照射時以外にX線装置から漏れるX線に曝露することが考えられます。
しかし、医療機器には十分な安全策が講じられています。

放射化物

上述しているように、医療機関ではきちんと制御されています。
医療機関で気体の放射化物のリスクを気にする必要がありますか?

IEC standard 60601-2-1, edition 3, 2009
Medical electrical equipment. Part 2-1: Particular requirements for the basic safety and essential performance of electron accelerators in the range 1 MeV to 50 MeV

201.10.1.2.104.3 EMISSION of IONIZING RADIATION after TERMINATION OF IRRADIATION, due to INDUCED RADIOACTIVITY
This requirement shall apply only when the ENERGY of the ELECTRONS at the TARGET or ELECTRON RADIATION window exceeds 10 MeV.
a) The AMBIENT DOSE EQUIVALENT, H*(10), due to IONIZING RADIATION from the ME EQUIPMENT at the end of a 4 h series of IRRADIATIONS of 4 Gy at the maximum SPECIFIED ABSORBED DOSE RATE, separated by off periods of 10 min, shall not exceed the following values when accumulated over a period of 5 min starting not more than 30 s after the final TERMINATION OF IRRADIATION:
• 10 μSv at any readily accessible place 5 cm from the surface of the ENCLOSURE, and
• 1 μSv at 1 m from the surface of the ENCLOSURE.
Alternatively, the ambient dose equivalent rate measured during the period starting not more than 30 s after the final TERMINATION OF IRRADIATION and extending to not more than
3 min from that time, shall not exceed the following values:
• 200 μSv × h–1 at any readily accessible place 5 cm from the surface of the ENCLOSURE,
and
• 20 μSv × h–1 at 1 m from the surface of the ENCLOSURE.
NOTE The presence of beta particles may add to the skin dose.

201.7.9.2.15 Environmental protection
NOTE The USER’s radiological protection adviser is, generally, the person responsible for the identification and disposal of material that may exhibit RADIOACTIVITY.
To assist the RESPONSIBLE ORGANIZATION’s radiological protection adviser, the following data shall be provided:
– ENERGIES and corresponding maximum ABSORBED DOSE RATES at NTD under conditions of NORMAL USE for
• X-RADIATION (with and without any ADDED FILTER if NORMAL USE is possible in both these states), and
• ELECTRON RADIATION;
– dimensioned shape of the maximum GEOMETRICAL RADIATION FIELDS at NTD for X-RADIATION and ELECTRON RADIATION;
– location(s), referenced to accessible points on the RADIATION HEAD, of:
• the front surface of the TARGET, and
• the ELECTRON BEAM RADIATION window;
– available directions of the RADIATION BEAM;
– if a RADIATION BEAM shield is incorporated, its transmission factor at each X-RADIATION ENERGY;
– guidance and precautions regarding the identification, handling and disposal of ME EQUIPMENT or ME EQUIPMENT parts that may exhibit RADIOACTIVITY.

関連文献

短半減期核種による放射線診療従事者被ばく

福間 宙志, 江口 佑太, 磯山 茂, 川野 誠, 鈴木 友輔, 青山 貴洋, 加藤 秀起: 医用直線加速装置の高エネルギーX線による放射化の解析~線量測定と被ばく線量の推定~ . 日放技学誌, Vol. 66, No. 5, 495-501, (2010) .

推定される生成核種

鈴木 友輔, 青山 貴洋, 高橋 礼紀, 加藤 秀起, 福間 宙志, 磯山 茂, 川野 誠: 医用直線加速装置の高エネルギーX線による放射化の解析–短半減期放射化核種の推定- . 日放技学誌, Vol. 66, No. 6, 599-608, (2010) .

ポータブルGeによる測定例

INDUCED RADIOACTIVE NUCLIDES OF 10-MeV RADIOTHERAPY ACCELERATORS DETECTED BY USING A PORTABLE HP-Ge SURVEY METER

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改正された放射線障害防止法での放射化物の管理のための換算表の考え方について

作業者とのリスクコミュニケーション

Assessing the effectiveness of risk communication for maintenance workers who deal with induced radioactivity management of medical linear accelerator

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Adam Konefał (2011). Undesirable Radioisotopes Induced by Therapeutic Beams from Medical Linear Accelerators, Radioisotopes – Applications in Bio-Medical Science, Prof. Nirmal Singh (Ed.), ISBN: 978-953-307-748-2, InTech
大阪大学核物理研究センターにおける放射化物の管理とその課題

記事作成日:2010/02/08 最終更新日: 2017/06/14