高線量下で速やかに甲状腺モニタリング可能な測定器は未開発だった

日本原子力研究開発機構（JAEA）は10月30日、原子力災害発生時の住民などの甲状腺モニタリングに使用する「高バックグラウンド対応甲状腺モニタ」の開発・製品化に成功したと発表した。この研究は、JAEA、株式会社千代田テクノルらの研究グループによるもの。製品は、2024年11月1日に販売開始されている。

画像はリリースより
（詳細は▼関連リンクからご確認ください）

チョルノービリ原子力発電所や福島第一原子力発電所の事故では、大量の放射性ヨウ素が周辺の環境に放出された。放射性ヨウ素が体内に取り込まれると、甲状腺に集積され、健康影響が懸念される。チョルノービリ原子力発電所事故では、特に、小児の甲状腺がんの発生率が上がった。この放射性ヨウ素（半減期8日間）は放射性壊変に伴い短期間で減衰してしまうため、速やかに住民の甲状腺被ばく線量の測定（甲状腺モニタリング）を始める必要がある。福島第一原子力発電所事故では十分な測定ができなかったが、この理由として、線量率が高い場所に持ち込んで使える可搬型の甲状腺モニタリング用の測定器がなかったことがあげられる。

また、JAEAオリジナルの甲状腺モニタは、住民に加えて、発災場所直近の5μSv/hを超える非常に高い線量率の現場の作業者も測定対象としている。そのため、遮蔽体を含めた測定部が16kgもあり、簡単に持ち運ぶことが困難だった。

複数の放射性同位元素が混在の環境でも、甲状腺放射性ヨウ素のみ測定可能な機器を開発

JAEAの原子力科学研究所放射線管理部では、これまで放射線防護に必要な放射線計測やモンテカルロシミュレーション計算の高度な技術開発を行ってきた。また、放射線分野で唯一のJIS登録試験所を運用して、国内の放射線測定器の試験・校正に必要な標準を供給してきた。

これらの技術と設備を活用して、原子力災害直後の周辺の線量率が高く、また、放射性ヨウ素以外の放射性同位元素が混在した環境でも甲状腺に集積された放射性ヨウ素を分けて測ることができる、遮蔽が一体となり可搬性に優れる甲状腺モニタのプロトタイプを開発し、関連する技術を特許化した。同特許技術を株式会社千代田テクノルに提供し、「高バックグラウンド対応甲状腺モニタ」（以下、「甲状腺モニタ」という）として開発・製品化に成功した。

遮蔽体の最適化により、測定部の重量を3分の2の10kgまで小型・軽量化

今回開発した甲状腺モニタは、使用が想定される場所の線量率を精査して遮蔽体を最適化することにより、小型・軽量化を図った。これにより、測定部の重量を3分の2の10kgまで軽量化して、可搬性が大きく向上した。

エネルギー分解能に優れる検出器を採用し、高バックグラウンド環境でも高精度に検出

放射線の検出器には、CdZnTe半導体検出器を採用した。この検出器は、使用される場所の温度変化の影響を受けにくく、大型の冷却設備が不要で、放射性同位元素の種類ごとに放射能を測定する性能（エネルギー分解能）が非常に優れている。これにより、さまざまな放射性同位元素が混在する高バックグラウンド環境において、放射性ヨウ素を精度よく検出可能となり、どのような環境でも安定して精確に甲状腺被ばく線量を測定できるようになった。

また、測定部の高さと角度を柔軟に調整できる機構を組み込むことにより、さまざまな体格の人でも無理な姿勢を強いることなく測定できるように改良した。

これらの改良により、5μSv/hという高い線量率の場所において、60秒という短時間で、測定精度の指標となる検出下限値が成人：10mSv、小児：100mSv未満の高い精度で甲状腺被ばく線量を測定できる甲状腺モニタが完成した（4週間後に測定したときの甲状腺等価線量。実効線量への寄与にすると成人：0.5mSv、小児：5mSv）。

原子力発電所の緊急作業者や災害に対応する自衛隊員などのモニタリングにも利用可能

原子力災害対策指針では、避難または一時移転を指示された地域住民で19歳未満の人を対象に、3週間以内にNaI（Tl）サーベイメータによる簡易測定でスクリーニングを行い、4週間以内に対象者を詳細測定することが定められている。また、可搬型甲状腺モニタが製品化され普及が見込まれる段階で実施体制を改めて検討することとされている。

今回開発した甲状腺モニタは、高い測定精度が求められる詳細測定に用いられることを目的としているが、60秒という短時間で測定できることに加え、可搬性に優れるという特徴がある。簡易測定の実施が困難な高線量率の場所を含めてどのような環境においても使用可能であることから、甲状腺モニタリングの手法を刷新できる可能性がある。また、高バックグラウンド環境でも使用可能であることから、原子力発電所の緊急作業者、原子力災害に対応する自衛隊員、消防隊員、警察官などの作業者の甲状腺モニタリングにも利用できる。さらに、CdZnTe半導体検出器の優れたエネルギー分解能を生かして、原子力発電所などで汚染が発生したときに、放射性物質の種類と量を現場で測定する機能などを開発して付加することで、より多用途に活用できる可能性がある。

医療分野でも、甲状腺シンチグラフィ検査を補うことができると期待

別分野への展望として、医療分野への展開を検討している。甲状腺疾患の治療では、ヨウ素内用療法などの核医学治療が行われる。通常は、甲状腺に集積した放射性ヨウ素などの量を測るためにガンマカメラを用いた甲状腺シンチグラフィという画像検査が行われる。医療用ガンマカメラは高価、大型であるため、検査できる回数が限られる。今回開発した甲状腺モニタはこれよりも安価、コンパクトで、遮蔽により血液など他臓器の放射性ヨウ素などによる影響を受けずに、甲状腺への放射性ヨウ素の集積量を簡便かつ精確に測定できる。「この特長を生かして、甲状腺への放射性ヨウ素の集積量を高頻度で測定し、甲状腺シンチグラフィによる検査を補うことで、治療の最適化に大きく貢献できる可能性がある」と、研究グループは述べている。（QLifePro編集部）