Wednesday

Fukushima '70s: You Are Not Alone

TSURUGA NPP, FUKUI
Fukui is located to the north of  Kyoto





* Tsuruga 1 JP Maintenance ? 357 GEN2 BWR/4 MK-1 1970 N/A N/A

BWR NPP RX# Nation Status MWth MWe Gen NSSS Ver. Cont. Ver. Year Licensed Year Lic Expires License Renewals Notes
:: JAPAN ::
* Fukushima I-1 JP Damaged 1380[2] 460 GEN2 BWR/3[3] MK-1/GE 1971 N/A N/A Scheduled Shutdown 26 Mar 2011[4];
* Fukushima I-2 JP Damaged[5] 2381 784 GEN2 BWR/4 MK-1/GE/TOSHIBA 1974 N/A N/A Scheduled Shutdown 18 Jul 2014[4];
* Fukushima I-3 JP Damaged[6] 2381 784 GEN2 BWR/4 MK-1/TOSHIBA 1976 N/A N/A Scheduled Shutdown 26 Mar 2016[4]; "MOX" Fuel
* Fukushima I-4 JP Maintenance 2381 784 GEN2 BWR/4 MK-1/HITACHI 1978 N/A N/A Scheduled Shutdown 12 Oct 2018[4]
* Fukushima I-5 JP Maintenance 2381 784 GEN2 BWR/4 MK-1/TOSHIBA 1978 N/A N/A Scheduled Shutdown 18 Apr 2018[4]
* Fukushima I-6 JP Maintenance 3293 1100 GEN2 BWR/5 MK-2/GE/TOSHIBA 1979 N/A N/A Scheduled Shutdown 24 Oct 2019[4] 
* Hamaoka 1 JP Maintenance 540 GEN2 BWR/4 MK-1 1974 N/A N/A
* Shimane 1 JP Operating ? 460 GEN2 BWR/4 MK-1 1974 N/A N/A
* Tokai 2 JP Operating ? 1100 GEN2 BWR/5 MK-2 1978 N/A N/A
* Hamaoka 2 JP Maintenance 840 GEN2 BWR/5 MK-2 1978 N/A N/A
* Hamaoka 3 JP Maintenance 1100 GEN2 BWR/6 MK-3 1987 N/A N/A
* Hamaoka 4 JP Maintenance 1137 GEN2 BWR/6 MK-3 1993 N/A N/A
* Fukushima II-1 JP Operating 3293 1100 GEN2 BWR/5 MK-2 1982 N/A N/A
* Fukushima II-2 JP Operating 3293 1100 GEN2 BWR/5 MK-2 1984 N/A N/A
* Fukushima II-3 JP Operating 3293 1100 GEN2 BWR/5 MK-2 1985 N/A N/A
* Fukushima II-4 JP Operating 3293 1100 GEN2 BWR/5 MK-2 1987 N/A N/A
* Shimane 2 JP Operating ? 820 GEN2 BWR/6 MK-3 1989 N/A N/A
* Onagawa 1 JP Operating ? 524 GEN2 TOSHIBA TOSHIBA 1984 N/A N/A Toshiba BWR variant.
* Onagawa 2 JP Operating ? 825 GEN2+ TOSHIBA TOSHIBA 1995 N/A N/A Toshiba BWR variant.
* Onagawa 3 JP Operating ? 825 GEN3 TOSHIBA TOSHIBA 2002 N/A N/A Toshiba BWR variant.
* Higashidori 1 JP Operating ? 1100 GEN3 TOSHIBA TOSHIBA 2005 N/A N/A Toshiba BWR variant.

see more "World Commercial NPPs: Japan Nuclear Power Plants"
see more "World Commercial NPPs: US Nuclear Power Plants"
 

GE engineer reflects on Fukushima concerns

More than 35 years ago a GE engineer resigned over concern about the safety of the nuclear reactor used in the Fukushima plant in Japan.



Long before the Fukushima nuclear plant was crippled by an earthquake and tsunami, there were warnings.
More than 35 years ago -- General Electric engineer Dale Bridenbaugh resigned over concern about the safety of the nuclear reactor design used in the Fukushima plant.

Former General Electric engineer Dale Bridenbaugh, saying (English):
"As I said, it's a long story, but I decided that I wasn't comfortable working where I was and I decide to resign from GE. But at the time there such a hullabaloo going on in California, I, and two other guys who worked at GE, decided we'd do it publicly and make a statement to try and make sure improvements would in fact be made in the way the program was being managed."
The California, resident sys he was immediately worried when he heard of the quake and subsequent tsunami.
Former General Electric engineer Dale Bridenbaugh, saying (English):
"Well, I knew that Fukushima was there. In fact, I had visited the Fukushima plant some time in the '70s ... '74 or '75. At that time, there was only one reactor there, Fukushima 1, and that had been built by General Electric for Tepco.

When I saw what was happening in northern Honshu with the earthquake and the tsunami that followed, I thought, man, that's a real problem area. And then when I learned that the tsunami had apparently all on-site power including emergency generators, I thought this is really going to be a problem."
Bridenbaugh takes little pleasure in his " I told you so" moment.

Former General Electric engineer Dale Bridenbaugh, saying (English):
"The solution that I have is like shutting the barn door after the horse has been stolen. I wish that we had taken more seriously some 30 or 40 years ago some of the concerns that I had at that time and had worked hard on the development of alternative energy forms. That wasn't done."
Now more than 10 days after the the quake, parents who live near the nuclear plant take their children to a medical center to be tested for radiation levels.
The UN's nuclear watchdog says the plant is still emitting radiation but the exact source is unclear.

Tuesday

Japanese Lawmaker Warned of Backup Power Failure

A Japanese lawmaker last year raised in Parliament the possibility that a natural disaster could wipe out a nuclear reactor's backup systems, leading to melting in the core, but the country's top nuclear regulator responded that such a scenario was "practically impossible."

A landslide or earthquake could knock out a nuclear plant's emergency power as well as cut off power supplies from outside, Communist Party legislator Hidekatsu Yoshii told a parliamentary committee in May 2010. Such a sequence of events could remove the ability to cool the reactor's core, Mr. Yoshii said. That sequence occurred at the Fukushima Daiichi power plant two weeks ago.

The exchange reflects what critics say was an unwillingness among Japanese regulators and reactor operators to prepare for worst-case scenarios. Industry publications repeatedly pointed to the many levels of backup systems in place to keep power and cooling water flowing to nuclear reactors in emergencies.

Mr. Yoshii took a different view, according to a transcript of the parliamentary meeting.
"Based on past examples both at home and abroad, we have to be prepared for worst-case scenarios," Mr. Yoshii said. "We need to be ready for an extremely serious situation where inability to eliminate the heat in the reactor after its shutdown could lead to melting of the reactor core."

Yoshinobu Terasaka, the director general of the government's Nuclear and Industrial Safety Agency, replied that such a situation was "theoretically possible" but nearly unthinkable.
 A nuclear meltdown would have to involve the loss of outside power, in-house emergency power, backup diesel generators and the ability to bring in power from nearby power plants, Mr. Terasaka said. The likelihood of even one of those events was "extremely small," he said.

"We put in place engineering designs so we won't allow such a situation, the worst kind of situation, to occur," Mr. Terasaka said, according to the transcript. "We push our safety designs to the point where such a situation is practically impossible."

Tokyo Electric Power Co. has said that the earthquake and tsunami that wiped out both regular and backup power at its Fukushima Daiichi plant were bigger than any the company had planned for.
"In the end, they just thought that a severe accident would never happen," Mr. Yoshii said in an interview.

A spokesman for the Nuclear and Industrial Safety Agency declined to comment on the exchange.
Mr. Yoshii, who campaigns against the continued use of nuclear energy, has raised such issues in Parliament many times before. In March 2006, he warned that a tsunami could submerge and destroy the diesel engines that pump cooling water to nuclear plants—something that happened at Fukushima Daiichi.

In October 2006, Mr. Yoshii said domestic and overseas accidents had shown that a large-scale earthquake might knock out all outside and backup power at a nuclear plant. (by WSJ)

Thursday

福島第1原発沖合の海底から通常濃度1000倍の高濃度放射性物質を検出

東京電力は3日、福島第1原子力発電所から15~20キロ離れた沖合の海底から採取した土で、1キログラムあたり1200~1400ベクレルの放射性セシウムなどを検出したと発表した。通常の濃度の1千倍にあたる。海底の土から高濃度の放射性物質が検出されたのは初めて。魚介類などに影響を与える恐れもある。
土を採取したのは4月29日で、福島第1原発から北側に15キロ、南側に20キロそれぞれ離れた2カ所の海底。いずれも海岸から3キロ沖合で、深さ20~30メートルから採取した。原発から北側では同1400ベクレル、南側では同1200ベクレルの放射性物質が検出された。通常は海底から放射性物質は検出されず、見つかったとしても2~3ベクレル程度という。
経済産業省原子力安全・保安院によると、海底の土については法令上の濃度限度はない。今回見つかった放射性セシウムは半減期が2~30年と長く、今後定期的な計測を続けるという。




平成23年3月21日、周辺環境のモニタリングの一環として、東北地方太平洋沖地
震で被災した福島第一原子力発電所の放水口付近(南側)において、海水に含まれ
る放射性物質のサンプリング調査を行った結果、放射性物質が検出されたことから、
原子力安全・保安院ならびに福島県へ連絡いたしました。
3月22日より、福島第一原子力発電所沿岸部におけるサンプリングについては、
4箇所(うち2箇所については、3月26日より、1日各2回実施)で実施しており
ます。

また、4月17日より、福島第一原子力発電所の沖合3km地点4箇所(4月26日よ
り2箇所追加、4月30日より3箇所追加、計9箇所)、沖合8km地点2箇所、沖合
15km地点6箇所でサンプリングを実施しており、その評価結果もあわせて連絡して
おります。

なお、本調査結果におけるヨウ素-131、セシウム-134、セシウム-137の3核種に
ついては確定値としてお知らせすることとし、その他の核種については、4月1日
の原子力安全・保安院による厳重注意を受けて策定した再発防止に係る方針に基づ
き、今後、再評価を実施することとしております。
(お知らせ済み)

平成23年5月3日、福島第一原子力発電所で検出された放射性物質の海洋への拡
散を評価するため、サンプリング調査を行い、海水に含まれる放射性物質の核種分
析を行った結果、別紙の通り、放射性物質が検出されたことから、本日、原子力安
全・保安院ならびに福島県へ連絡いたしました。

今後も、同様のサンプリング調査を実施。
 ・海水核種分析結果(PDF 72.9KB)
海水放射能濃度(PDF 10.4KB)
沿岸 海水放射能濃度(Bq/cm3)(PDF 23.4KB)
沖合 海水放射能濃度(Bq/cm3)(PDF 78.0KB)

 

Wednesday

「なぜ大人より乳幼児・子供の方が危険なのか?」(1) - 原子力災害時における安定ヨウ素剤予防服用の考え方について(放射線被曝による影響)

参照:「原子力災害時における安定ヨウ素剤予防服用の考え方について」平成14年4月原子力安全委員会
原子力施設等防災専門部会
はじめに
平成11年9月30日に株式会社ジェー・シー・オー(JCO)ウラン加工工場において発生した臨界事故(以下「JCO 事故」という。)は、我が国で初めて周辺住民の避難等の防護対策が行われるとともに、3名の作業員が重篤な放射線被ばくを受け、2名が亡くなられる前例のない大事故となった。JCO 事故以降、この事故の対応の反省を踏まえて、原子力災害対策特別措置法が制定されたことを受け、原子力安全委員会は、原子力防災対策の技術的、専門的事項を取りまとめた「原子力施設等の防災対策について」(以下「防災指針」という。)の改訂を平成12年5月に行った。

日本はHIROSHIMAの惨事から何を学んだのか?
その後、緊急被ばく医療については、平成13年6月に、原子力発電所等周辺防災対策専門部会において、緊急被ばく医療の基本的な考え方やその体制について、「緊急被ばく医療のあり方について」として取りまとめ、その要点を防災指針に反映した。

しかしながら、事故発生時は、原子力発電所等からの放射性ヨウ素の放出に対する安定ヨウ素剤の予防的な服用については、吸入による放射性ヨウ素の甲状腺への集積を抑制する効果があると認められているが、安定ヨウ素剤の服用に係る防護対策をより実効性のあるものとするためには、さらに検討に時間を要すると考えられたことから、今後の検討課題とした。平成13年6月には、緊急被ばく医療に対する検討の重要性等をも踏まえ、原子力発電所に限らず他の原子力施設等における災害対策に関する課題について、より的確かつ総合的に対応するため、従来の原子力発電所等周辺防災対策専門部会を再編して、原子力施設等防災専門部会を設置し、被ばく医療についても引き続き検討を行うこととした。

安定ヨウ素剤
今回、原子力施設等防災専門部会被ばく医療分科会ヨウ素剤検討会では、原爆被災者に対する長期追跡調査から得られた科学的知見、チェルノブイリ原子力発電所事故等の疫学的調査結果及びヨウ素と人に係る生理学的、病理学的な知見を踏まえ、

・安定ヨウ素剤の効果及び副作用
・被ばく時年齢と甲状腺がんとの関係
・安定ヨウ素剤に係る防護対策を開始するための線量
・安定ヨウ素剤の服用対象及び服用方法

等について医学的見地から検討し、その考え方を示すとともに、甲状腺の内部被ばくに対する安定ヨウ素剤の予防的な服用を、屋内退避、避難等の防護対策の一つとして位置付け、より実効性のある安定ヨウ素剤に係る防護対策を提案し、本報告にまとめた。本報告の要点については、防災指針に反映することとしている。国、地方公共団体、原子力事業者、医療関係者等が、本報告の内容を十分に参考にして、安定ヨウ素剤に係る防護対策を構築することを期待する。なお、今後の調査研究の進展等を考慮し、新たな知見等を積極的に取り入れ、必要に応じて本報告を見直すものとする。


1.原子力災害時における放射性物質の放出と安定ヨウ素剤の意義について

(1) 放射性物質の放出形態

原子炉施設等において、原子力災害が発生した場合、放射性物質として、気体状のクリプトン、キセノン等の希ガスとともに、揮発性の放射性ヨウ素が周辺環境に異常に放出されるが、希ガスは外部被ばく、放射性ヨウ素は内部被ばくにより、人体に影響を与えることが想定される。一方、多重の物理的防護壁により施設からの直接の放射線はほとんど遮へいされ、固体状及び液体状の放射性物質が広範囲に漏えいする可能性は低い。
また、核燃料施設において、臨界事故が発生した場合、核分裂反応によって生じた核分裂生成物である希ガスとともに放射性ヨウ素が放出されることが想定されるが、放出される量は原子炉施設に比べて極めて少ない。

(2) 安定ヨウ素剤の意義
人が放射性ヨウ素を吸入し、身体に取り込むと、放射性ヨウ素は甲状腺に選択的に集積するため、放射線の内部被ばくによる甲状腺がん等を発生させる可能性がある。この内部被ばくに対しては、安定ヨウ素剤を予防的に服用すれば、放射性ヨウ素の甲状腺への集積を防ぐことができるため、甲状腺への放射線被ばくを低減する効果があることが報告されている。ただし、安定ヨウ素剤の服用は、甲状腺以外の臓器への内部被ばくや希ガス等による外部被ばくに対して、放射線影響を防護する効果は全くないことに留意する必要がある。

また、放出された放射性ヨウ素の吸入を抑制するためには、屋内へ退避し窓等を閉め気密性に配慮すること、放射性ヨウ素の影響の少ない地域への避難等の防護対策を適切に講じることが最も重要である。

放出された放射性ヨウ素に汚染された飲食物の摂取による人体への影響については、飲食物摂取制限が講じられるため、それらの飲食物を摂取することにより身体に取り込まれる放射性ヨウ素による甲状腺の内部被ばくについては、小さいものと考えられる。


2.放射線被ばくによる甲状腺への影響

甲状腺への放射線の影響は、外部被ばくによる場合と甲状腺に取り込まれた放射性ヨウ素の内部被ばくによる場合がある。安定ヨウ素剤の予防服用は、放射性ヨウ素の内部被ばくに対してのみ有効である。

放射線の甲状腺への外部被ばくは、放射性ヨウ素の甲状腺への内部被ばくに比べて、放射線の影響が厳しくなることを踏まえ、ここでは、甲状腺への放射線の外部被ばく及び内部被ばくの知見を考え合わせることとする。

2-1 甲状腺がん

(1) 広島、長崎の原爆被災者の長期にわたる疫学調査(1)によると、甲状腺外部被ばく後、長期間にわたり甲状腺がんの発生確率の増加が認められている。すなわち、被ばく者の生涯にわたる甲状腺がんの発生確率(生涯リスク)については、

・甲状腺がんの発生確率は、被ばく時の年齢が20歳までは、線量に依存して有意な増加が認められる(2)
・被ばく時年齢が、40歳以上では、甲状腺がんの生涯リスクは消失し放射線による影響とは考えられなくなる(2)

という結果が得られており、被ばく時の年齢により甲状腺がんの発生確率が異なることが判明している。


(注)本報告では、放射線の単位である「Gy」と「Sv」については、概念の混乱を避けるため、準拠した文献の記載どおりとした。また、β 線やγ 線の放射線荷重係数を1として、1Gy=1Sv とする。

(2) 広島、長崎の原爆被災者のデータに加え、放射線治療後の患者のデータをまとめ甲状腺外部被ばくによる甲状腺がんの発生確率を解析した結果(3)では、以下の知見が得られている。

・5歳未満での被ばくに比較して、10~14歳での被ばくでは、その発生確率は5分の1に低下する。また、20歳以上では、1Gy 以下の甲状腺被ばく後の甲状腺がんの発生確率は極めて低い・若年時に被ばくした者の甲状腺がんの発生確率は、100mGy の甲状腺被ばくでもその増加が観察される
・若年時に被ばくした者の甲状腺がんの発生確率は、被ばく後5~9年で増加し、15~19年で最大となり、40年後でも発生確率は残存する

(3) マーシャル諸島における核爆発実験で生じた放射性降下物による甲状腺被ばくの影響調査(4)では、小児の甲状腺がんの発生確率の増加が認められている。なお、甲状腺に集積した放射性物質としてヨウ素以外にテルルの存在が報告されている。

(4) チェルノブイリ事故後の国際的調査に関して、被調査集団の事故時の年齢が15歳未満で、その60%は5歳未満の小児を対象とした調査では、甲状腺内部被ばくによる甲状腺がんの発生確率は、有意な増加が認められている(5,6,7,8)。

また、チェルノブイリ原発事故当時の乳幼児に関する調査では、事故直後の短半減期の放射性降下物による甲状腺内部被ばくによる甲状腺がんの増加が示唆されている(8,9,10)。

さらに、ロシアで甲状腺内部被ばく者の甲状腺がんの発生確率に関する調査では、被ばく時の年齢が18歳未満の者では成人の3倍である(11)。なお、チェルノブイリ事故では、ヨウ素-131と甲状腺発がんリスクとの関連が報告されてきたが、最近の別の研究では、甲状腺がんの発生にヨウ素-131以外の放射性ヨウ素が寄与している可能性が示唆されている(12,13)。

上記の(1)~(4)の調査より、以下の知見が得られている。・放射線被ばくにより誘発される甲状腺がんの発生確率は、特に乳幼児について高くなる

・放射線被ばくにより誘発される甲状腺がんの大部分は、甲状腺濾胞細胞に由来する乳頭腺癌であり、一般的には、悪性度が高くないため、適切な治療が行われれば、通常の余命を全うできるなお、放射線被ばくにより誘発される甲状腺がんに関する上記のいずれの調査も、死亡に基づくものではなく罹患率に基づいて得られた解析である。

2-2 甲状腺機能低下症

一定量以上の放射線に被ばくした後、数ヶ月の期間をおいて、甲状腺の細胞死の結果として甲状腺ホルモンの分泌が減少することにより、甲状腺機能低下症が発症する場合がある。

甲状腺機能低下症の発症は、放射線の確定的影響であって、しきい線量が存在する。そのしきい線量を超えた場合には、被ばく線量が増加するに従って発生率が増加し、重篤度も高くなる。

現在、国際原子力機関(以下「IAEA」という。)並びに世界保健機関(以下「WHO」という。)では、内部被ばくによる甲状腺機能低下症が発症すると予測されるしきい線量として甲状腺等価線量で、5Gy が提案されている(14,15)。このしきい線量については、下方に、見直しが行われているところである(15,16)。

2-3 その他の甲状腺疾患

マーシャル諸島における核爆発実験で生じた放射性降下物による甲状腺被ばくの影響調査(4,17)及びチェルノブイリ原子力発電所事故調査(9)では、小児の甲状腺良性結節の発症が報告されている。一方、長崎の原爆被災者の最近の調査では、甲状腺被ばくの影響として自己免疫性と考えられる甲状腺機能低下症の発症も示されている(18)。

これら甲状腺疾患の発症に係る放射線被ばくとの関連については、さらに検討が積み重ねられているところである。

「なぜ大人より乳幼児・子供の方が危険なのか?」(4) - 原子力災害時における安定ヨウ素剤予防服用の考え方について(放射性ヨウ素による防護対策についてのまとめ)

参照:「原子力災害時における安定ヨウ素剤予防服用の考え方について」平成14年4月原子力安全委員会
原子力施設等防災専門部会

まとめ

広島、長崎の原爆、マーシャル諸島における核爆発実験、チェルノブイリ原子力発電所事故等の調査結果及びヨウ素と人に係る生理学的、病理学的な知見を踏まえ、放射性ヨウ素による甲状腺の内部被ばくに対する防護対策について、以下の基本的な考え方をまとめた。

(1) 原子力災害時に放出された放射性ヨウ素の吸入による甲状腺への影響が著しいと予測された場合、安定ヨウ素剤を予防的に服用すれば、甲状腺への放射性ヨウ素の集積を効果的に抑制し、甲状腺への障害を低減できることが報告されている。このため、災害対策本部の判断により、屋内退避や避難の防護対策とともに安定ヨウ素剤を予防的に服用することとする。

(2) 放射線被ばくによる甲状腺への影響は、甲状腺がんと甲状腺機能低下症がある。被ばく後の甲状腺がんの発生確率は、乳幼児の被ばく者で増加する場合があるが、40歳以上では増加しないため、年齢に応じて、安定ヨウ素剤の服用対象を定める必要がある。

特に、新生児、乳幼児等には、安定ヨウ素剤服用の措置について最優先とすべきである。これに対し、甲状腺機能低下症はしきい線量以上の被ばくで生じるため、甲状腺機能低下症に対する安定ヨウ素剤予防服用については、しきい線量の概念を導入することとする。

(3) 安定ヨウ素剤の服用による副作用は稀であるが、副作用を可能な限り低減させるため、年齢に応じた服用量を定めるとともに、服用回数は原則1回とし、連用はできる限り避ける。

(4) 安定ヨウ素剤の服用により、重篤な副作用のおそれがある者には、安定ヨウ素剤を服用させないよう配慮し避難を優先させる。

(5) 安定ヨウ素剤の服用については、その効果を最大とするため迅速に対応する必要がある。このため、安定ヨウ素剤予防服用に係る指標を定め、屋内退避や避難等他の防護対策とともに、より実効性のある防護対策を定めておく必要がある。

(6) 防災業務関係者は、その防災業務の内容、甲状腺がんと甲状腺機能低下症の発生リスクを考え合わせ、安定ヨウ素剤を予防的に服用することを考慮する。

これらの考え方に基づいた「安定ヨウ素剤予防服用に当たって」を次頁に示す。


安定ヨウ素剤予防服用に当たって

(1) 安定ヨウ素剤予防服用に係る防護対策の指標

全ての対象者に対し、放射性ヨウ素による小児甲状腺等価線量の予測線量100mSv とする。

(2) 服用対象者
40歳未満を対象とする。
ただし、以下の者には安定ヨウ素剤を服用させないよう配慮する。
・ヨウ素過敏症の既往歴のある者
・造影剤過敏症の既往歴のある者
・低補体性血管炎の既往歴のある者又は治療中の者
・ジューリング疱疹状皮膚炎の既往歴のある者又は治療中の者

(3) 服用回数
1回を原則とする。なお、2回目の服用を考慮しなければならない状況では、避難を優先させること。

(4) 服用量及び服用方法

以下の表に示す。
対象者 ヨウ素量 ヨウ化カリウム量
新生児(注1) 12.5 mg 16.3 mg
生後1ヶ月以上3歳未満(注1) 25 mg 32.5 mg
3歳以上13歳未満(注2) 38 mg 50 mg
13歳以上40歳未満(注3) 76 mg 100 mg

(注1)新生児、生後1ヶ月以上3歳未満の対象者の服用に当たっては、医薬品ヨウ化カリウムの原薬(粉末)を水(滅菌蒸留水、精製水又は注射用水)に溶解し、単シロップを適当量添加したものを用いることが現時点では、適当である。

(注2)3歳以上13歳未満の対象者の服用に当たっては、3歳以上7歳未満の対象者の服用は、医薬品ヨウ化カリウムの原薬(粉末)を水(滅菌蒸留水、精製水又は注射用水)に溶解し、単シロップを適当量添加したものを用いることが現時点では、適当である。また、7歳以上13歳未満の服用に当たっては、医薬品ヨウ化カリウムの丸薬1丸(ヨウ素量38mg、ヨウ化カリウム量50mg)を用いることが適当である。
(注3)13歳以上40歳未満の対象者の服用に当たっては、医薬品ヨウ化カリウムの丸薬2丸(ヨウ素量76mg、ヨウ化カリウム量100mg)を用いることが適当である。

(注4)なお、医薬品ヨウ化カリウムの製剤の実際の服用に当たっては、就学年齢を考慮すると、7歳以上13歳未満の対象者は、概ね小学生に、13歳以上の対象者は、中学生以上に該当することから、緊急時における迅速な対応のために、小学1年~6年生までの児童に対して一律、医薬品ヨウ化カリウムの丸薬1丸、中学1年以上に対して一律、医薬品ヨウ化カリウムの丸薬2丸を採用することが実際的である。また、
7歳以上であっても丸薬を服用できない者がいることに配慮する必要がある。

(注5)40歳以上については、放射性ヨウ素による被ばくによる甲状腺がん等の発生確率
が増加しないため、安定ヨウ素剤を服用する必要はない。

(注6)医薬品ヨウ化カリウム、滅菌蒸留水、精製水、注射用水、単シロップ等は、原子力
災害時に備え、あらかじめ準備し、的確に管理するとともに、それらを使用できる
期限について注意する。


おわりに

本報告書では、原子力災害時における、放射性ヨウ素による甲状腺への内部被ばくを予防するための安定ヨウ素剤服用の必要性と有用性について、医学的見地から検討した。

過去の放射線被ばく事例や科学的文献を詳細に検討し、国際機関の指針等も参考にした。安定ヨウ素剤の予防的服用の妥当性については、服用による副作用や服用しないことによる甲状腺がんの発症などを考慮したリスク・ベネフィットバランスよりその基本的な考え方を示した。さらに、安定ヨウ素剤服用の措置については、新生児や乳幼児を最優先とすべきであるとの提言を取りまとめた。

本報告書では、安定ヨウ素剤予防服用に係る考え方についての基本的な枠組みを示したが、その内容を具体的に実効性のあるものとするためには、

① 自治体における各々の実情を踏まえた、安定ヨウ素剤予防服用に係る実効性の検討
② 安定ヨウ素剤予防服用ついての周辺住民等への情報提供
③ 住民及び防災業務関係者にも理解しやすい具体的なマニュアルの作成
④ 安定ヨウ素剤予防服用を、確実かつ安全に実施するための医療関係者用のマニュアルの作成
⑤ 防災訓練における安定ヨウ素剤予防服用を想定した訓練の実施、及びその実効性の向上
⑥ 新生児・乳幼児が服用可能である新たな剤型等のあり方の検討等が、今後検討されることが必要である。

安定ヨウ素剤予防服用の審議より導き出された考え方は、原子力災害時のセイフティーネット構築の一助となるであろう。実効性ある安定ヨウ素剤予防服用に係わる体制を構築するためには、関係者の継続した熱意と努力が必要である。

「なぜ大人より乳幼児・子供の方が危険なのか?」(3) - 原子力災害時における安定ヨウ素剤予防服用の考え方について(安定ヨウ素剤の服用方法)

5.安定ヨウ素剤予防服用に係る防護対策

原子力災害時に放射性ヨウ素が放出され、その放射性ヨウ素の吸入により甲状腺への影響が著しいと予測される場合、放射性ヨウ素の甲状腺への集積を効果的に抑制するため、安定ヨウ素剤を予防的に服用することとする。

その際、安定ヨウ素剤予防服用に係る防護対策は、その効果を最大とするために迅速に対応する必要がある。このため、安定ヨウ素剤予防服用に係る防護対策を開始するための線量のめやすを指標として定め、屋内退避や避難等の他の防護対策とともに、より実効性のあるものとしておく必要がある。


5-1 国際機関における安定ヨウ素剤の服用に係る介入レベル等

(1) IAEA は、実効性の理由から、安定ヨウ素剤予防服用に関して、介入レベルとして回避可能な放射線による甲状腺の被ばく線量100 mGy を、対象者の性別・年齢に関係なく推奨している(14)。この「回避可能な放射線による甲状腺の被ばく線量」は、防護措置を行わなかった場合に予測される被ばく線量から、防護措置を行った場合に予測される被ばく線量を差し引くことにより表される。例えば、防護措置を行わなかった場合に予測される被ばく線量が100 mGy とした場合、防護措置として安定ヨウ素剤を放射性ヨウ素の体内摂取前又は直後に服用すると、甲状腺への集積を90%以上抑制できるので、甲状腺の被ばく線量を90mGy 以上回避することが可能となる。

各国の安定ヨウ素剤服用に係る介入レベル等は、IAEA が推奨している安定ヨウ素剤予防服用の介入レベルである回避可能な放射線による甲状腺の被ばく線量100 mGy を考慮して、性別・年齢に関係なく全ての対象者に対して一律に、各国の実状に合わせて決められている(参考資料Ⅰ)。

(2) WHO によるガイドライン(15)は、チェルノブイリ原子力発電所事故による若年者の健康影響調査の結果を踏まえて、若年者に対する服用決定に関してIAEA の介入レベル100 mGy の10分の1である10 mGy を、19歳以上40歳未満の者については、100 mGy を推奨している(参考資料Ⅱ)。

なお、最近のIAEA/WHO の合同会議では、甲状腺発がんリスクの年齢依存性を考慮して、若年者に対しては、より低い介入レベルで安定ヨウ素剤を服用させることが議論されている(16)。

5-2 我が国における安定ヨウ素剤予防服用に係る防護対策

(1) 原子力災害時において、放出される放射性ヨウ素に対して、迅速に対応するため、安定ヨウ素剤予防服用に係る防護対策を開始するための線量のめやすを「指標」として提案する必要がある。

(2) 安定ヨウ素剤予防服用に係る防護対策を開始するための「指標」としては、屋内退避及び避難等に関する指標として、我が国の防護対策として既に提案されている小児甲状腺等価線量の予測線量を用いることが妥当である。

この甲状腺等価線量とは、環境中に放出された放射性ヨウ素を、人が吸入することにより、甲状腺に集積する放射性ヨウ素からの被ばく線量のことであり、その呼吸率と放射性ヨウ素の吸入による線量係数(Sv/Bq)の年齢による違いから、この値は小児(1歳児)において、最も大きくなる。このため、防護対策の指標として、小児に対する値を用いることとする。

また、予測線量とは、放射性ヨウ素の放出期間中、屋外に居続け、なんらの措置も講じなければ受けると予測される線量のことである。したがって、この予測線量は、防護対策を講じられた個々の周辺住民等が実際に受けるであろう甲状腺等価線量を、相当程度上回るものであり、また、回避可能な線量より高い線量の被ばくを回避できるものと考えられる。

組織や臓器の等価線量については、β線やγ線の放射線荷重係数を1として1 Gy=1 Sv とする。

(3) チェルノブイリ周辺の被ばく者のデータは、線量評価等の妥当性の問題や我が国がヨウ素過剰摂取地域である特徴などから、WHO が推奨する若年者に対するガイドラインを、そのまま現時点で我が国において採用することは、慎重であるべきと考えられる。

(4) 退避や避難の介入レベルに関して、不利益と利益の釣合い(以下「リスク・ベネフィットバランス」という。)を考慮して、IAEA SS-109(14)で用いられた計算の方法で、安定ヨウ素剤の服用における防護上の介入レベルを試算すると、放射性ヨウ素の吸入による甲状腺被ばくが、50 mGy 以上の時に、安定ヨウ素剤を服用すると、副作用のリスクを上回り有益となる。この50mGy は、外部被ばくに対する試算結果であり、内部被ばくに比べ厳しいもの(介入レベルとしてより低い線量となる。)である(参考資料Ⅲ)。
等を踏まえ、我が国における安定ヨウ素剤予防服用に係る防護対策の「指標」として、性別・年齢に関係なく全ての対象者に対し一律に、放射性ヨウ素による小児甲状腺等価線量の予測線量100 mSv を提案する。

なお、原子力災害時における放射性ヨウ素の放出に対する甲状腺への放射線影響を低減させるための防護対策としては、屋内退避、避難、安定ヨウ素剤予防服用等があり、実効性を高めるためには、これらの防護対策を別々に考えるのではなく、総合的に考える必要がある。

5-3 安定ヨウ素剤の服用方法

災害対策本部が、安定ヨウ素剤予防服用の措置を講じた場合、誤った服用による副作用を避けること、安定ヨウ素剤を的確に管理すること及び周辺住民等が確実かつ可及的速やかに服用できるようにすることが必要である。このため、実際的には、周辺住民の家庭等に、あらかじめ安定ヨウ素剤を事前に各戸配布するのではなく、周辺住民等が退避し集合した場所等において、安定ヨウ素剤を予防的に服用することとする。この場合、服用、副作用等に備え、医師、保健師、薬剤師等の医療関係者を周辺住民等が退避し集合した場所等に派遣しておくことが望ましい。

服用に当たっては、後述する「5-4 服用対象」において示す内容に沿って実施されることとなるが、若年者、特に新生児、乳幼児や妊婦への対応及び副作用について留意する必要がある。すなわち、放射性ヨウ素の内部被ばくによる若年者の甲状腺がんの発生確率が成人に比べて有意な増加が認められていること及び胎児の被ばくを考慮して、新生児、乳幼児や妊婦の服用を優先させる。

また、「5-4 服用対象」において示すヨウ素過敏症の既往歴のある者、造影剤過敏症の既往歴のある者、低補体性血管炎の既往歴のある者又は治療中の者、ジューリング疱疹状皮膚炎の既往歴のある者又は治療中の者は、安定ヨウ素剤の服用により副作用が発生する恐れがある。これらの疾患の説明を記載したパンフレット等を安定ヨウ素剤の配布時に示し、疾患を有する者が安定ヨウ素剤を服用しないように配慮する必要がある。

なお、普段から緊急時において周辺住民等の行動に関する指示が迅速かつ正確に伝達されるような体制が整備されているが、屋内退避や避難ができない災害弱者等に対する安定ヨウ素剤予防服用についても、十分に配慮しておく必要がある。

5-4 服用対象

(1) 年齢を考慮した服用対象者の制限

18歳未満では、放射線被ばくにより誘発される甲状腺がんの発生確率は成人に比べて有意な増加が認められていること、40歳以上では、放射線被ばくにより誘発される甲状腺発がんのリスクがないことから、安定ヨウ素剤の服用は、40歳未満の者を対象とする。特に乳幼児は、甲状腺濾胞細胞の分裂が成人に比べて活発であり、放射線によるDNA 損傷の影響が危惧され、安定ヨウ素剤予防服用の効果もより大きいことを十分に認識する必要がある。

(2) 副作用を考慮した服用対象者の制限

・ヨウ素過敏症の既往歴のある者は、安定ヨウ素剤を服用しない。
・造影剤過敏症には、種々の要因による過敏症が含まれていて、その一部がヨウ素過敏症であると考えられている。しかしながら、造影剤過敏症に含まれるヨウ素過敏症の割合について推測することは可能ではない。

したがって、全ての造影剤過敏症の者が、安定ヨウ素剤の服用により、ヨウ素過敏症症状を発症するとは限らないが、造影剤過敏症の既往歴のある者は、安定ヨウ素剤を服用しない。

・低補体性血管炎を有する者はヨウ素に過敏である場合があるため、その既往歴のある者又は治療中の者は安定ヨウ素剤を服用しない。また、ジューリング疱疹状皮膚炎を有する者はヨウ素に過敏であると考えられるので、その既往歴のある者又は治療中の者は安定ヨウ素剤を服用しない。

ただし、これらの疾患は、我が国では、稀であるとされている(35,36)。ヨウ素過敏症の既往歴のある者、造影剤過敏症の既往歴のある者、低補体性血管炎の既往歴のある者又は治療中の者、ジュ-リング疱疹状皮膚炎の既往歴のある者又は治療中の者の安定ヨウ素剤の服用を防ぐため、安定ヨウ素剤の配布時にも、上述の疾患に関する情報を明確に伝えることが必要である。また、これらの者に対しては、避難を優先させることが必要である。

(3) 服用に当たって注意すべき事項

・甲状腺機能異常症について

甲状腺機能異常症には、甲状腺機能亢進症及び低下症がある。甲状腺機能亢進症の大部分はバセドウ氏病によるものであり、ヨウ素を含む製剤はこの治療薬の一つである。また、甲状腺機能亢進症を有する者は、ヨウ素の甲状腺摂取率が上昇していることから、原子力災害時には、甲状腺機能亢進症を有する者は、安定ヨウ素剤を服用する。甲状腺機能低下症のほとんどは慢性甲状腺炎によるものである。甲状腺機能低下症を有する者は、ヨウ素を含む製剤の服用により、機能低下が悪化するおそれがあるが、この場合は、ヨウ素を長期にわたり摂取した場合である。慢性甲状腺炎を有する者が、ヨウ素を含む製剤の服用により、一過性の甲状腺機能亢進症を呈する無痛性甲状腺炎を発症することがあるが、これは、ヨウ素を長期にわたり摂取した場合である。また、甲状腺機能に異常を認めない慢性甲状腺炎を有する者が、ヨウ素を含む製剤の服用により甲状腺機能低下症を発症することがあるが、この場合も、ヨウ素を長期にわたり摂取した場合である。

したがって、原子力災害時には、甲状腺機能異常症を有する者も、安定ヨウ素剤を服用する。

・結核について

結核を有する者が安定ヨウ素剤を服用すると「ヨウ素は結核組織に集まりやすく、再燃させるおそれがある。」とされているが、再燃を懸念するよりも、安定ヨウ素剤服用により放射性ヨウ素の吸入による甲状腺発がんリスクを軽減させる方が有益と考えられる。
したがって、原子力災害時には、肺結核を有する者も、安定ヨウ素剤を服用する。

・新生児について

安定ヨウ素剤を服用した新生児については、甲状腺機能低下症を発症することがあるので、その早期発見・治療のために、甲状腺機能をモニターする必要がある。

・妊婦について

妊婦については、妊娠第1期では、妊婦自身の甲状腺が胎盤由来の絨毛由来性腺刺激ホルモンにより交叉刺激されている。このため、放射性ヨウ素の集積が高くなることが予測され、安定ヨウ素剤の服用による放射性ヨウ素の甲状腺への集積を抑制することが必要である。妊娠第2期、3期では、放射性ヨウ素が胎盤を通過し、胎児が被ばくするのでやはり安定ヨウ素剤の服用が必要となる(16)。安定ヨウ素剤を服用した妊娠後期の妊婦より生まれた新生児については、その甲状腺機能をモニターする必要がある。

・授乳婦等について

授乳婦についても、安定ヨウ素剤を服用する。授乳婦が摂取したヨウ素の約四分の一は、母乳へ移行するといわれているが、授乳児については、母乳からの放射性ヨウ素の移行や安定ヨウ素の摂取を正確に見積もれないため、授乳を中止して人工栄養に替え、安定ヨウ素剤を服用させる。
なお、ヨウ素を含む製剤の副作用情報等の動向にも配慮する。

5-5 服用回数、服用量及び服用方法

(1) 服用回数
安定ヨウ素剤予防服用については、その効果を最大とするため、安定ヨウ素剤の配布後、対象者は直ちに服用するものとする。服用回数は、過剰な安定ヨウ素剤の服用による副作用を考慮し、原則1回とする。2回目の服用は、安定ヨウ素剤の効果が1日は持続することが認められていることより、2日目となるが、2日目に安定ヨウ素剤服用を考慮しなければならない状況では、避難を優先させることが必要である。

(2) 服用量
WHO や多くの諸外国における推奨服用量(参考資料Ⅰ)は、ヨウ素量として新生児12.5 mg、生後1ヶ月以上3歳未満25 mg、3歳以上13歳未満50 mg、13歳以上40歳未満100 mg と定められている。
我が国の対象者に対する服用量については、下記のように定める。

・新生児についてはヨウ素量12.5 mg、生後1ヶ月以上3歳未満についてはヨウ素量25 mg を服用量とする。チェルノブイリ原子力発電所事故直後にポーランドで実施された安定ヨウ素剤服用の際のヨウ化カリウムの量及び諸外国の服用量を参考とし、WHO の推奨服用量(15)、すなわち新生児についてはヨウ素量12.5 mg、生後1ヶ月以上3歳未満については25 mg を服用量とする。
・13歳以上40歳未満についてはヨウ素量76 mg を服用量とする。WHO は、13歳以上40歳未満の対象者に、ヨウ素量100 mg を推奨しているが、
① 成人で、少なくとも30 mg の量のヨウ化カリウムを単回服用すれば、放射性ヨウ素の甲状腺への集積を十分に抑制する効果が得られること(34)、
② 現在、自治体において準備されている医薬品ヨウ化カリウムの丸薬は、1丸にヨウ素量38 mg を含み、簡便かつ迅速に服用が可能なこと、を考慮して、13歳以上40歳未満の対象者の服用量についてはヨウ素量76 mg とする。
・3歳以上13歳未満についてはヨウ素量38 mg を服用量とする。WHO は、3歳以上13歳未満の対象者に、ヨウ素量50 mg を推奨しているが、

① 放射性ヨウ素の甲状腺への集積を十分に抑制する効果が得られるヨウ化カリウムの成人服用量(34)より考察すると、3歳以上13歳未満の対象者では、ヨウ素量38 mg の服用で、放射性ヨウ素の甲状腺への集積を十分に抑制する効果が得られると考えられること、
② 現在、自治体において準備されている医薬品ヨウ化カリウムの丸薬は、1丸にヨウ素量38 mg を含み、簡便かつ迅速に服用が可能なこと、を考慮して、3歳以上13歳未満の対象者の服用量についてはヨウ素量38 mg とする。

・40歳以上については服用する必要はない。

(3) 服用方法

服用に当たっては、原子力災害時に備え、準備されている医薬品ヨウ化カリウムの丸薬は非常に硬く、定められた量に分割することが不可能であり、特に、新生児・乳幼児では丸薬の服用が困難である。小児の服用方法については、就学年齢を考慮し、6歳以下の対象者については、安定ヨウ素剤として医薬品ヨウ化カリウムの原薬(粉末)を水(滅菌蒸留水、精製水、又は注射用水)に溶解し、さらに、ヨウ化カリウムの水溶液は苦味があるために単シロップを適当量添加し、それぞれの対象に応じた正確な服用量としたものを用いることが現時点では適当である。

また、7歳以上13歳未満は医薬品ヨウ化カリウムの丸薬1丸、13歳以上40歳未満については2丸を服用することとする。なお、医薬品ヨウ化カリウムの製剤の服用に当たっては、就学年齢を考慮すると、7歳以上13歳未満の対象者は、概ね小学生に、13歳以上の対象者は、中学生以上に該当することから、緊急時における迅速な対応のために、小学1年~6年生までの児童に対して一律、医薬品ヨウ化カリウムの丸薬1丸、中学1年以上に対して一律、医薬品ヨウ化カリウムの丸薬2丸を採用することが実際的である。また、7歳以上であっても丸薬を服用できない者がいることに配慮する必要がある。

「なぜ大人より乳幼児・子供の方が危険なのか?」(2) - 原子力災害時における安定ヨウ素剤予防服用の考え方について(安定ヨウ素剤による効果と副作用)

参照:「原子力災害時における安定ヨウ素剤予防服用の考え方について」平成14年4月原子力安全委員会
原子力施設等防災専門部会
 3.安定ヨウ素剤による効果
米軍用170mg

放射性ヨウ素は、呼吸により吸入され気道に沈着し、気管支及び肺から迅速に体循環に移行し、また、吸入された放射性ヨウ素の一部は、咽頭部にも沈着し、食道を経て消化管から吸収され、体循環に移行する(19,20,21)。
取り込まれた放射性ヨウ素の約10~30%は、24時間以内に甲状腺に選択的に集積し、残りの大部分は主に腎臓より尿中に排泄される(21)(参考資料-図Ⅰ)。

なお、我が国においては、医療現場などでの放射性医薬品であるヨウ素の服用による知見等から、日常の食生活において、コンブ等からヨウ素を摂取する頻度が高いため、放射性ヨウ素の甲状腺への取込みは少なくなることが知られている(22)。

甲状腺に集積した放射性ヨウ素は有機化され、一定期間、甲状腺内に留まる。一般に、成人の甲状腺でのヨウ素の生物学的半減期は約80日で、19歳以下の若年者では成人のそれと比べて短い(23)。

健康な成人が安定ヨウ素剤を服用すると、服用後1ないし2時間以内に、その尿中排泄濃度は最大となる。その後、時間とともに尿中ヨウ素排泄量は漸減し、72時間後には、服用した安定ヨウ素剤のほとんどが体内から排出される(24)。

安定ヨウ素剤予防服用による、放射性ヨウ素の甲状腺濾胞細胞への取込みを低減させる効果は、高濃度の安定ヨウ素との共存により、血中の放射性ヨウ素の甲状腺濾胞細胞への取込みと競合するこ(25,26,27,28,29,30,31,32)や細胞内へのヨウ素の取込み抑制効果(33)により、放射性ヨウ素の甲状腺濾胞細胞への選択的な集積を減少させる(参考資料-図Ⅱ)。

成人では、安定ヨウ素剤として広く用いられるヨウ化カリウムの製剤は、少なくとも30 mg の服用量で、放射性ヨウ素の甲状腺への集積の95%を抑制することができる(34)。放射性ヨウ素が吸入あるいは体内摂取される前24時間以内又は直後に、安定ヨウ素剤を服用することにより、放射性ヨウ素の甲状腺への集積の90%以上を抑制することができる(25,26,27,28,34)。また、すでに放射性ヨウ素が摂取された後であっても、8時間以内の服用であれば、約40%の抑制効果が期待できる(34)。しかし、24時間以降であればその効果は約7%となることが報告されている(34)。
また、この効果は、安定ヨウ素剤服用後、少なくとも1日は持続することが認められている(25)。

4.ヨウ素を含む製剤の服用による副作用

4-1 ヨウ素に対する過敏症

ヨウ素過敏症は、ヨウ素に対する特異体質を有する者に起こるアレルギー反応である。服用直後から数時間後に発症する急性反応で、発熱、関節痛、浮腫、蕁麻疹様皮疹が生じ、重篤になるとショックに陥ることがある。また、ヨウ素を含む造影剤によるアレルギー反応は、造影剤過敏症として知られている。

さらに、低補体性血管炎(Hypocomplementemic Vasculitis)はヨウ素に過敏である場合があり、ジューリング疱疹状皮膚炎(Dermatitis HerpetiformisDuhring)は、ヨウ素に過敏であると考えられている(35,36)。ヨウ素に対する過敏症を有する者が、ヨウ素を含む製剤を服用すると、アレルギー反応を引き起こす。

4-2 甲状腺機能異常症

(1) 血中甲状腺ホルモンの濃度の上昇による甲状腺機能亢進症や、その低下による甲状腺機能低下症では、ヨウ素を含む製剤を長期連用すると、それぞれの病状が悪化するおそれがある(37,38)。

(2) 慢性甲状腺炎を有する者等で、甲状腺機能異常が認められない者が、ヨウ素を含む製剤を長期連用することにより、甲状腺機能亢進症や低下症という甲状腺機能異常症を生じることがある。

・甲状腺の過形成、多発結節性の腺腫様甲状腺腫を有する者が、ヨウ素を含む製剤を長期連用すると甲状腺機能亢進症を呈することがある。しかし、この病態は、日常的にヨウ素を過剰摂取している者には稀である。
また、慢性甲状腺炎の経過中に一過性に甲状腺機能亢進症を呈する例があるが、これはヨウ素の過剰な摂取の継続によるものとの見解もある。

・甲状腺機能が正常な慢性甲状腺炎に対して、ヨウ素を含む製剤を長期連用すると、甲状腺機能低下症に陥ることがある。

・新生児にヨウ素を含む製剤を大量服用又は長期連用させると、甲状腺機能低下症を発症させることがある。

・妊婦にヨウ素を含む製剤を大量服用又は長期連用させると、胎盤を通して胎児の甲状腺にヨウ素が移行することにより、胎児の甲状腺機能低下症を発症させることがある。特に新生児及び妊娠後期の胎児における甲状腺機能低下症は一過性であっても、その後、知能の発達に影響を及ぼすことがある (39,40)。

・無機ヨウ素の有機化に先天的に異常がある者は、ヨウ素を長期にわたって摂取すると、甲状腺が肥大することがある(海岸性甲状腺腫)。
一方、健康な者が、ヨウ素を含む製剤を大量服用又は長期連用すると、一過性の甲状腺過形成や機能低下を生じることがある(41)。

4-3 その他の副作用

・肺結核を有する者がヨウ素を含む製剤を服用すると、ヨウ素は結核組織に集まりやすく、再燃させるおそれがある

・薬疹(ヨウ素にきび)、耳下腺炎(ヨウ素おたふく)、鼻炎等があるが、いずれも極めて稀である

・嘔吐、下痢等の胃腸症状が認められることがある

・カリウムを含む製剤を用いる時は、腎不全症、先天性筋強直症、高カリウム血症を有する者で血清カリウム濃度の上昇による病状の悪化をきたすことがある

4-4 事例に基づく副作用のリスク評価

IAEA SS-109(14)においては、米国での経験をもとに、一日当りヨウ素量300 mg の服用に対する皮膚掻痒、紅斑などの軽症も含めた副作用の発生確率は10-6~10-7と推定している。この中には、甲状腺機能低下症、甲状腺機能亢進症などの副作用が含まれている。ヨウ素予防服用に伴う死亡リスクは3×10-9であると推定されている。

また、チェルノブイリ事故後、甲状腺への放射性ヨウ素の集積を低減するため、ヨウ化カリウムを安定ヨウ素剤として服用したポーランドにおいて得られた経験に基づけば、成人に重篤な副作用が発生する確率は4×10-7、軽度または中程度の副作用が発生する確率は6×10-4である。安定ヨウ素剤を服用した若年者については、重篤な副作用は報告されていない(42)。同時に、嘔吐・下痢等の胃腸症状等が観察されたが、服用による副作用なのか、または、不安とパニック等の影響なのか、その原因については、明らかにされていない(42)。



4-5 原子力災害時における安定ヨウ素剤服用による副作用についての考え方

我が国では、従来より、甲状腺機能亢進症治療の手術前に、ヨウ素を含む製剤が使用されてきたが、生命に危険を及ぼす重篤な副作用の報告は殆どない。また、チェルノブイリ事故時に安定ヨウ素剤の服用を実施したポーランドでは、成人での生命に危険を及ぼす重篤な副作用は極めて低頻度であり、若年者での重篤な副作用は報告されていない(14,42)。同時に、服用後、頭痛、胃痛、下痢、嘔吐、息切れ、皮膚掻痒などが報告されているが、これらの症状の原因は、安定ヨウ素剤の副作用によるものかは不明である。安定ヨウ素剤の服用に当たっては、放射性ヨウ素の甲状腺への集積を抑制する効果を最大に導き出すとともに、生命に危険を及ぼす重篤な副作用は稀にしか発生しないと推測されているものの、副作用を可能な限り低減する努力が必要である。

このため、
・安定ヨウ素剤の服用に係る決定を行う場合には、服用による利益と不利益を十分に考慮すること
・安定ヨウ素剤の大量服用又は長期連用では副作用の発生のおそれがあることに配慮すること
・安定ヨウ素剤の服用により、生命に危険を及ぼす重篤な副作用のおそれがある者に対しては、安定ヨウ素剤を服用させないよう配慮すること
・新生児並びに妊娠後期の胎児については将来的に知能の発達に悪影響を及ぼす可能性があるので、安定ヨウ素剤の大量服用又は長期連用を避けるよう十分に注意すること等が必要である。

また、安定ヨウ素剤の服用に当たっては、副作用の発生頻度を低減させる方法の一つとして、周辺住民等を対象に副作用についての情報を普段から提供しておくことも重要である。

Sunday

福島第一原発1号機で見つかった高濃度放射性塩素-38の原因は何か?What Caused the High Cl-38 Radioactivity in the Fukushima Daiichi Reactor #1?

F. Dalnoki-Veress with an introduction by Arjun Makhijani
F. ダルノキ-べレス アージュン・マキジャーニによる紹介文付
This is a first for The Asia-Pacific Journal: publication of a technical scientific paper addressing critical issues pertaining to the leakage of radioactive water at the Fukushima reactors. Our goal is to make this information available to the Japanese and international scientific communities, to Japanese government authorities, and TEPCO as they address the formidable issues of cleanup and safety. But we also believe that the information is of importance to informed citizens and the press in the face of further dangers that have gone unmentioned not only in government statements, but also in the press. Arjun Makhijani’s introduction provides a lucid explanation of the problem and the issues, followed by F. Dalnoki-Veress’s paper. Asia-Pacific Journal
アジア太平洋ジャーナルは、今回初めての試みをした。福島第一原発の原子炉において、高い濃度の放射性物質を含む水が漏れたことに関連する重要な事柄を議論する科学技術論文の掲載である。この論文が、汚染水の除去と作業員の安全確保という大変な課題を扱うものであり、私たちは、日本の、そして世界の科学技術学界、日本政府当局、東京電力にこの論文を提供したいという目的をもって掲載に至った。また、この論文の内容は、政府関係の書類や報道ではまだ触れられていない危険性について論じており、一般市民やメディアにとっても重要であると信ずる。まずアージュン・マキジャーニ博士の解説文によりこの論文の扱う問題を明らかにした後、F・ダルノキベレス博士の論文を紹介する。
アジア太平洋ジャーナル

Introduction by Arjun Makhijani
解説文 アージュン・マキジャーニ
The presence of highly radioactive water in three turbine buildings at the Fukushima Daiichi nuclear plant is widely understood to be from the damaged fuel rods in the reactors.  This has rightly raised concerns because it indicates several problems including extensive fuel damage and leaks in the piping system.  Less attention has been paid to the presence of a very short-lived radionuclide, chlorine-38, in the water in the turbine building of Unit 1.  The following paper evaluates whether its presence provides evidence of a serious problem – one or more unintended chain reactions (technically: unintended criticalities) – in the reactor.  Such chain reactions create bursts of fission products and energy, both of which could cause further damage and aggravate working conditions that are already very difficult.
福島第一原発の3つのタービン建屋(訳者注:1号機から3号機のタービン建屋)の溜まり水の高放射線の原因は、原子炉の炉心が損傷を受けていることであると広く理解されている。これは炉心の損傷が進んでいることと、配管システムに漏れが生じていることをはじめとする数々の問題を示唆しており、懸念が高まるのは当然である。しかし1号機のタービン建屋の溜まり水に、塩素38という短命の放射性核種があることにはあまり関心が注がれていない。

この論文は、この物質の存在が深刻な問題、つまり、意図しない連鎖反応が1回か複数回起こっている(技術的には、「意図しない再臨界」といえる)ことの証拠になっているかどうかを検証する。このような連鎖反応は、核分裂生成物とエネルギーの急速な放出をもたらし、その両方が損傷を悪化させ、すでに非常に困難な作業環境をさらに悪化させる可能性がある。
Chlorine-38, which has a half-life of only 37 minutes, is created when stable chlorine-37, which is about one-fourth of the chlorine in salt, absorbs a neutron.  Since seawater has been used to cool, there is now a large amount of salt – thousands of kilograms – in all three reactors.  Now, if a reactor is truly shut down, there is only one significant source of neutrons, namely, the spontaneous fission of some heavy metals which are created when the reactor is working and remain present in the reactor fuel.  The most important ones are two isotopes of plutonium and two of curium.  But if accidental chain reactions are occurring, it means that the efforts to completely shut down the reactor by mixing boron with the seawater have not completely succeeded.  Periodic criticalities, or even a single accidental one, would mean that highly radioactive fission and activation products are being (or have been) created at least in Unit 1 since it was shut down.  It would also mean that one or more intense bursts of neutrons, which cause heavy radiation damage to people, have occurred and possibly could occur again, unless the mechanism is understood and measures taken to prevent it.  Measures would also need to be taken to protect workers and to measure potential neutron and gamma radiation exposure.
塩素38は半減期が37分と短く、天然の塩素に4分の1ほど含まれる塩素37が中性子を吸収するときに作られる。海水が冷却に使われたために、3つの原子炉すべてに何千(何万)キロもの大量の塩がある。原子炉が本当に停止しているのなら、中性子の出所は1つしかないはずだ。

それはすなわち、原子炉が稼働しているときにつくられ、炉心の中に存在し続けるいくつかの重金属(訳者注:超ウラン)の自発的な分裂のことである。一番重要なものとして、プルトニウム2つ、キュリウム2つの同位体がある。

しかし、もし予想外の連鎖反応が起きているとしたら、ホウ素を混ぜた海水で原子炉を完全に停止しようとする努力は、完全には成功していないということになる。断続的な臨界が起きているとしたら、いや、1回だけ偶発的に起きたにせよ、高い放射能を持つ放射性核分裂生成物と放射化生成物が、原子炉停止後も(少なくとも1号機では)生成され続けている(もしくは生成された)ということを意味している。

それはまた、人に多大な放射線被害をもたらす中性子の集中的な発生が、1度かそれ以上起きていたという意味であり、その仕組みがわかり、もう起こらないような予防策が取られない限り、さらに起こる可能性があるということである。作業員の安全を確保し、発生している可能性がある中性子とガンマ線被ばくを測定するための対策を取るべきである。
This paper examines whether spontaneous fission alone could be responsible for the chlorine-38 found in the water of the turbine building of Unit 1.  If that could be the only explanation, there would be less to be concerned about.  However, the analysis indicates that it is quite unlikely that spontaneous fission is the sole or even the main explanation for the measured concentration of chlorine-38.  Presuming the reported measurements are correct, this leaves only one other explanation – one or more unintended chain reactions.  This paper is presented in the spirit of encouraging discussion of whether further safety measures might be needed, and whether supplementary measures to bring the reactors under control should be considered.  It is also presented as a preliminary analysis for scientific discussion of a terrible and technically challenging nuclear crisis at the Fukushima Daiichi plant.
この論文での分析結果は、1号機の溜まり水から検出された塩素38の原因として考えられるのは自発的な核分裂だけなのかということである。それしか説明として考えられないのであれば、それほど心配することではない。

しかし、この論文の分析では、計測された塩素38の濃度は、自発的な核分裂が唯一の原因であるどころか、主要な原因でさえない可能性が高いということを示唆する。報告されている計測値が正確であると仮定すると、残された可能性は一つしかないことになる。それは、1回かそれ以上の連鎖反応である。

この論文は、安全策のさらなる強化が必要なのか、また、原子炉を安定させるための追加策が必要なのかという問題意識のもとで提示している。また、福島第一原発における、悲惨で、技術的にも困難な核の危機の、科学的議論の予備的分析を提供するものである。
Arjun Makhijani March 30, 2011
アージュン・マキジャーニ 2011年3月30日


I have been consumed over the last few weeks by the events unfolding in Japan. I keep alternating between complete disbelief and acceptance of the gravity of the situation, but mostly disbelief. And I am not the only one. Most of the nuclear physicists and engineers with whom I have spoken since the incident cannot - will not - believe that it is possible that some of the fuel that is melting could somehow produce little pockets that could go critical. I believed them for the longest time until the following appeared on the Kyodo news website (relevant text italicized below for emphasis) and I did the following analysis. FD-V March 30, 2011
この数週間私は日本で次第に明らかになってくる事ごとに気を奪われるばかりであった。とても信じられないという思いと事態の重大性を認めざるを得ないという思いの間を行きつ戻りつしていたが、殆どは不信であった。そして私だけではない。この事故以来私が話し合った核物理学者や原子力エンジニアは殆どが、溶融している燃料の幾らかが何らかの理由で臨界に至る可能性のある小さなポケットを形成することがありうる、そんな可能性を信ずることはできないし、信じようとしない。共同通信のニュースウェブサイトに次のようなニュース(関連する部分を強調のため下ではイタリック体にした)が出される迄、私が以下の分析をし終えるまでは、この間ずっと彼らと思いを共にしてきた。FD-V(F. ダルノキ-べレス) 2011年3月30日
 “Neutron beam observed 13 times at crippled Fukushima nuke plant
「中性子ビームを損傷した福島原子力発電所で13回観測
TOKYO, March 23, Kyodo
東京、323日、共同
Tokyo Electric Power Co. said Wednesday it has observed a neutron beam, a kind of radioactive ray, 13 times the Fukushima Daiichi nuclear plant after it was crippled by the massive March 11 quake-tsunami disaster.
東京電力株式会社は水曜日、311日の地震-津波大災害で福島第一原子力発電所が損傷を受けて以降、敷地内で放射線の一種である中性子ビームを13回観測した、と述べた
TEPCO, the operator of the nuclear plant, said the neutron beam measured about 1.5 kilometers southwest of the plant's No. 1 and 2 reactors over three days from March 13 and is equivalent to 0.01 to 0.02 microsieverts per hour and that this is not a dangerous level.
この原発を操業している東京電力は、1号機と2号機の西南約1.5kmのところで313日から3日間にわたって測定された中性子ビームは0.01から0.02マイクロシーベルト毎時相当であり、これは危険なレベルではない、と述べた。
The utility firm said it will measure uranium and plutonium, which could emit a neutron beam, as well.
電力会社は、中性子ビームを放射する可能性のあるウランとプルトニウムも測定するつもりであると述べた。
In the 1999 criticality accident at a nuclear fuel processing plant run by JCO Co. in Tokaimura, Ibaraki Prefecture, uranium broke apart continually in nuclear fission, causing a massive amount of neutron beams.
茨城県東海村の株式会社ジェー・シー・オーが運転する核燃料加工プラントで1999年に起こった臨界事故では、ウランが核分裂で連続的に分裂し、大量の中性子ビームの原因となった。
In the latest case at the Fukushima Daiichi nuclear plant, such a criticality accident has yet to happen.
今回の福島第一原子力発電所の場合、そのような臨界事故はまだ起こっていない。
But the measured neutron beam may be evidence that uranium and plutonium leaked from the plant's nuclear reactors and spent nuclear fuels have discharged a small amount of neutron beams through nuclear fission.”
しかし、測定された中性子ビームは発電所の原子炉や使用済核燃料から漏出したウランとプルトニウムが核分裂によって少量の中性子ビームを放出した証拠かもしれない。」
==共同ニュース[訳者注:日本語の共同ニュースのサイトにはこの記事は見当たらない。読売の記事を参照。]
Also, on March 25th, TEPCO made public a measurement of the contributions of different isotopes to the extremely high measured radioactivity of the seawater used to cool reactor #1. The reasons why these measurements were taken so late in the crisis (or why the information was released so late) is unclear at present. 
また、3月25日、東京電力は、1号機の冷却に使われた海水で測定された極めて高い放射能への種々の同位体からの寄与を測定した結果を公表した。このような危機の時に何故これほど遅れてこの測定を行ったのか(或いは何故情報開示がこんなに遅れたのか) は今のところはっきりしてない。
放射性核種 濃度(Bq/cm3)                   Cl-38 1.6×106                              As-74 3.9×102                  Y-91 5.2×10                     I-131 2.1×10                 Cs-134 1.6×10                 Cs-136 1.7×104                 Cs-137 1.8×106                 La-140 3.4×102                       
Table 1: The contribution of different isotopes to the radioactivity from a sample taken in the turbine building of reactor #1[2]
表1 1号機タービン建屋で採取された放射能に対する種々の同位体の寄与[2]   [訳者注:表及び文中で「e6」などは「106」などを意味するが、訳文中では後者に置き換えた。]
The measured levels of Cesium and Iodine, Cs-137 and I-131, were expectedly very high. The very high concentration of one isotope however – Cl-38 – was the figure that drew my attention. Why worry? Cl-38 has a 37-min half-life beta decay; in a couple of days it will be gone. However, the fact that it was there at all, and in such high concentration, puzzled me.  Could it be that the incident flux of neutrons converted the 24% Cl-37 present naturally in salt to Cl-38 through radiative neutron capture (a simple reaction: add a neutron give up a gamma, and you have Cl-38)?  What flux could have produced the observed radioactivity? In what follows, I attempt to calculate the neutron flux that would have been able to produce the observed radioactivity. There is a bit of math, but you can skip to the conclusions. All calculations assume that the TEPCO measurements reported in Table 1 are correct.
セシウムとヨウ素、Cs-137とI-131、の測定値は予想通り大変高かった。しかし同位体の一つ、Cl-38、の濃度の値が大変高いことが私の注意を惹いた。何故気になるのか。Cl-38のベータ崩壊の半減期は37分であり、数日のうちに消滅してしまうだろう。しかし、この同位体がそこに存在したことそのこと自体、そしてそんなに高濃度で存在していたことが私を当惑させた。中性子入射フラックスが天然の塩素中に24%存在するCl-37を放射中性子捕獲 (単純な反応:中性子を取り込みガンマ線を放出すればCl-38を得る)でCl-38に変換した、ということが起こり得るのだろうか。どのくらいのフラックスなら観測された放射能を生成できるだろうか。以下に、観測された放射能を生成することが可能である中性子フラックスの算出を試みる。数学が少しあるが、飛ばして結論に行くことができる。すべての計算で表1に報じられている東電の測定値が正しいものと仮定している。
First we calculate the number of Cl-38 nuclei that are present that would explain the observed radioactivity. The half-life of Cl-38 = 37.24 min which corresponds to a decay constant of λ38 = 0.00031021 s-1. So that: dN38/dt = -λ38N38 where, dN38/dt = 1.6e6 s-1 and N38 = 5.16e9 Cl-38 nuclei. This means that the activity measured is consistent with the production of 5.16e9 Cl-38 nuclei. The next question is how much Cl-37 was present in the seawater in the first place? The mass of chlorine in seawater is 19345 mg/kg = 19.345g Cl/kg[3]. Also, the fraction of Cl-37 in natural Cl is = 24.23% (see Table 2 below).
最初に、観測された放射能を説明できるCl-38核の存在数を計算する。Cl-38の半減期=37.24minは崩壊定数λ38 = 0.00031021 s-1に対応する。それ故:dN38/dt = -λ38N38ここでdN38/dt = - 1.6×106 s-1 なのでN38 = 5.16×109 Cl-38核である。これは測定された放射能強度は5,16×109個の核生成に相当することを意味する。次の問題は最初に海水中にどれだけのCl-37が存在したかである。海水中の塩素の質量は19345 mg/kg = 19.345g Cl/kg[3].である。また、天然のCl中のCl-37の割合は=24.23%(下の表2を見よ)。[訳者注:原文のdN38/dt = 1.6e6 s-1の右辺にはマイナス記号「-」が必要である。なお、著者から許可を得たので、原文中の明白な誤りは訳文中では訂正を施した。]

  同位体         モル質量       %
  Cl-35                   34.9688527            75.77
  Cl-37                   36.9659026            24.23
Table 2: The isotopic abundance and molar mass of chlorine
2 塩素の同位体存在比とモル質量
The mass of Cl-37 can then be found to be 25% (we must account for the difference in molar mass of the two isotopes: it is a very small difference but it adjusts the fraction Cl-38 by mass to be 25%) of 19.345 g Cl/kg = 4.89g Cl-37/kg. Using Avogadro’s number we can calculate the total number of Cl-37 nuclei/g of seawater to be N37 = 7.96e19.
Cl-37の質量はしたがって19.345 g Cl/kgの25.26%(二つの同位体のモル質量の差を考慮に入れなければならない:差は極めて小さいが、Cl38の質量割合の修正値は25.26%になる) = 4.89g Cl-37/kgとなることがわかる。アボガドロ数を用いて海水中のCl-37の合計数、核数/gはN37 = 7.96×1019.と算出できる。[訳者注:質量割合の修正値は厳密には25.26%。この値、或いは四捨五入した25.3%を用いた結果が本文の4.89g Cl-37/kg。上記括弧内の25%を使うと4.84 g Cl-37/kgとなる。上記本文中の25%は、25.26%或いは25.3%とすべきだろう。]
We now know that N37 = 7.96e19 Cl-37 nuclei/g of seawater, and we observed that 5.16e9 of these have been converted to Cl-38. The question then becomes what flux could have produced this many Cl-38 nuclei?
こうして海水中の N37 = 7.96×1019 Cl-37 核数/gであることがわかり、そしてこれらのうち5.16×109がCl-38に変換されていることを観測した。すると問題は、これだけ多くのCl-38核を生成したフラックスは幾らかということになる。
We now assume Cl-38 was produced as the seawater was being circulated through the fuel. What is the flux of neutrons we need to produce the observed N38?
今度は、Cl-38は海水が核燃料の間を循環させられていた間に生成された、と仮定する。観測されたN38を生成するにはどれだけの中性子フラックスが必要か。
Since Cl-38 is radioactive with a decay constant given by λ38 the rate of change of the number of Cl-38 nuclei is given by:

 Cl-38はλ38で与えられる崩壊定数の放射能なので、Cl-38の核数の変化の速度はで与えられる。
This is the familiar equation of series decay where one isotope is being produced and at the same time is decaying. This equation can be easily solved (see for example I. Kaplan, Nuclear Physics, 1958, p 463.):

これは一つの同位体が生成されると同時に崩壊する系列崩壊の身近な式である。この式は容易に解くことができる(例えばカプラン、核物理学、1958年、p463参照)。
Where, ϕ is the flux in n/cm2.s, and σ(γ,n) = 383.7mb is the radiative capture cross-section which would result in the production of Cl-38 at the Maxwellian distribution average temperature. Note that the thermal neutron cross-section is not very different at 432 mb so similar results would be obtained if we assumed that all the neutrons are thermalized.
ここでϕn/cm2.sで表したフラックスであり、σ(γ,n) = 383.7mbはマクスウェル分布平均温度でのCl-38を生成する放射捕獲断面積である。熱中性子断面積はそれほど違いは無い432mbであることに注意すると、すべての中性子は熱中性子化されていると仮定すれば同じような結果が得られるはずである。
Now, we know that after activation we produced N38(t) = 5.16e9 Cl-38/cm3, so we let t = T, the time when activation stopped so that N38(T)=5.16e9 nuclei/cm3. We also know the value of the factor σ(γ,n)N37/λ38 = 0.098445192.
ところで、励起後N38(t) = 5.16×109Cl-38/cm3を生成したことがわかっているので、t = T、励起が止まった時間と置くと、N38(T) = 5.16×109Cl-38/cm3である。我われはまた係数の値σ(γ,n)N37/λ38 = 0.098445192もわかっている。
So that the flux can be expressed very simply as a function of irradiation time T:

したがって、フラックスは照射時間Tの関数として大変簡単に以下のように表すことができる。
                 ϕ =5.2415×10 10 /{1-exp(-λ38T)}
We assume that the production of Cl-38 started with the deliberate introduction of seawater on March 23rd (according to the TEPCO press briefing[4]) into reactor #1. Therefore, since the measurement appears to have been done on March 25th it means that we have a maximum activation time of 2 days. In fact, we really have two regions of flux that are significant. The first region is where the denominator is < 1 (corresponding to activation time T0.4 days).
我われはCl-38の生成は1号機の原子炉に意図的に海水を導入した3月23日(東電の記者会見[4]に従って)に始まったと仮定する。従って、測定は3月25日に行われたようなので、最長活性化時間は2日間であることを意味する。実際には二つの領域でのフラックスが重要である。第一の領域は上式の分母が< 1の領域である(活性化時間T0.4日に対応する
A lower limit in the flux is set when T is long (i.e. > 0.5 d) so that the denominator approaches unity. We call this flux (ϕ = 5.241e10 n/cm2.s) and it is the lower limit of the flux that could have produced the Cl-38 nuclei radioactivity observed.
フラックスが下限になるのはTが長く(すなわち > 0.5 d)分母が1に近づくときである。これをフラックス(ϕ = 5.241×1010n/cm2.s)と呼ぶと、それはCl-38核の観測された放射線量を生成することのできるフラックスの下限である。
What might have caused the concentration of Cl-38?
このCl-38濃度をもたらしたのは何か?
The first possible explanation to consider is that the seawater was circulated among the core intercepting neutrons from natural spontaneous fission of the used nuclear fuel. The second possible explanation to consider is localized criticalities.
可能性のある説明として第一に考えるべきことは、海水が、使用されていた核燃料の自然の自発核分裂から発生した中性子を捕獲しながら炉心を循環させられていたことである。可能性のある説明として第二に考慮すべきことは、局所的な臨界である。
Recall that nuclear fuel changes its isotopic composition upon irradiation in a reactor. This is the reason why we are concerned about plutonium production in nuclear reactors from a nonproliferation point of view.  We investigated this by calculating the number of spontaneous fissions from a typical BWR with 4% enriched fuel after 45 MWdth/kg burnup (see IAEA-TECDOC-1535, pg. 74). The inventory we get for 1 metric ton fuel for the primary neutron producing isotopes are shown in Table 2.
原子炉中で照射されるにつれて核燃料はその同位体組成を変えることを思い起こそう。我われが原子炉内でのプルトニウム生成に核不拡散の観点から関心を持つ理由がここにある。我われは4%濃縮燃料を装填した典型的なBWRの燃焼度45 MWdth/kg (IAEA-TECDOC-1535p74を見よ)の燃料からの自発核分裂の数を計算することでこれを調べた。一次中性子を発生する同位体について、燃料1トンに対する核種の存在量を表2に示す。[訳者注:MWdth/kg =megawatt days thermal/kg]
同位体  同位体   同位体の BrSF=SF 半減期  同位体の   中性子生成
     存在量  個数   同位体  = T1/2   崩壊定数  /sec
      Miso =#  /g    分岐比  単位:年 =λiso
          g/MTHM =ρiso   ()            単位:s-1
  Pu-238  2.66×102  2.53×1021 1.85×10-7  8.77×101  2.51×10-10  9.35×105 
  Pu-240  2.57×103  2.51×1021 5.75×10-7  6.56×103  3.35×10-12  3.72×106 
  Pu-242  6.79×102  2.49×1021 5,54×10-4  3.73×105  5.89×10-14  1.65×106 
Cm-242  2.02×101  2.49×1021 6.37×10-6  1.63×102  1.35×10-10   1.29×106 
Cm-244  5.26×101  2.47×1021 1.37×10-4  1.81×101  1.21×10-9    6.49×108
Table 2: The isotopic inventory, nuclei/g, branching ratio for spontaneous fission, half-life, and decay constant for different neutron producing isotopes present in spent nuclear fuel. The largest flux comes from even Pu isotopes and Cm. Note: MTHM= metric ton heavy metal and refers to the active component of the fuel SF= spontaneous fission. Isotopic inventory obtained from IAEA-TECDOC-1535, pg 74.
2 使用済核燃料中に存在する種々の中性子生成同位体の、同位体存在量、核数/g、自発核分裂に対する分岐比、半減期、及び崩壊定数。最大のフラックスが実にPuおよびCm同位体から生じている。注:MTHMmetric ton heavy metal(重金属1トン)で燃料の活性成分を表す。SFspontaneous fission(自発核分裂)。同位体存在量はIAEA-TECDOC-1535p74から引用した値。
The neutron production rate from spontaneous fission can be calculated for each isotope by summing the contribution of spontaneous fission by each isotope. 
それぞれの同位体について、自発核分裂からの中性子生成速度は各同位体の自発核分裂からの寄与を合計して算出することができる。
 (dN_n)/dt=∑i=1:iso[λiMiρi(Bri,SF)/100)νi]; where ν is the average number of neutrons. We will assume that all neutrons will be thermalized and about 3 neutrons are produced per fission. The total neutron production rate found is 6.56e8 neutrons/sec for 1 metric ton. However, the full mass of fuel in the core is 69 metric tons. Therefore, the source strength of the core due to spontaneous fission is 4.53e10 neutrons/sec.
(dN_n)/dt=∑i=1:iso[λiMiρi(Bri,SF/100)νi]、ここでνは中性子の平均数である。中性子はすべて熱中性子であり、1核分裂あたり3個の中性子が生成されると仮定しよう。見出された全中性子生成速度は1トン当たり6.55×108中性子数/secである。しかし、炉心の全質量は69トンである。したがって、自発核分裂による炉心の線源強度は4.53×1010中性子数/secである。[訳者注:原文文頭の式中、(Bri,SF)/100)は真ん中の閉じ括弧「)」を削除した(Bri,SF/100)が正しいと思われる。]
At this rate we can use the formula for simultaneous production and decay to calculate the number of Cl-38 produced as a function of time.

この速度で、生成されるCl-38の数を時間の関数として算出するために、同時生成崩壊に対する公式を用いることができる。

However, knowing the source strength does not tell us the flux. To determine the flux we have to know the configuration of the fuel with respect to the seawater. This is difficult to determine given the little information that is known about the status of reactor #1. To get an estimate we will consider several hypothetical scenarios:
しかし、線源強度を知ってもフラックスはわからない。フラックスを決定するには海水から見た核燃料の配置を知らなければならない。1号機の状態について知られている情報はほとんどないことから、これを決定することは困難である。推定値を得るために幾つか仮定したシナリオを考える:
1) Scenario 1: The fuel has melted, and has assembled in the bottom of the inpedestal and expedestal regions of the reactor vessel (the “bulb”) as shown in Figure 1. The seawater is assumed to come into contact and cover the melting fuel as shown in Figure 2. This scenario was predicted in C. R.Hyman’s report (“Contain calculation of debris conditions adjacent to the BWR Mark I drywell shell during the later phases of a severe accident”, Nucl. Engin. and Design., 121, 1990, p 379-393.).
1) シナリオ1:核燃料は溶融し、図1に示されるように原子炉容器(「バルブ」)の脚柱内および脚柱外領域の底に堆積した。海水は図2で示されるように溶融燃料と接触して覆うと仮定する。このシナリオはC. R. ハイマンの報告(「重大事故後期段階でのBWR Mark ドライウェル本体に接する残骸の含有物の計算」、Nucl. Engin. and Design.1211990p 379-393)の中で予想されたものである。
                                                                                             脚柱外領域                             脚柱外領域
=102.2m2
脚柱内領域
=29.9m2
Figure 1: Figure showing the pressure vessel and Mark I containment and the inpedestal and expedestal regions which are the regions where it is assumed that the melted fuel would assemble (Figure adapted from C. R. Hyman, Nucl. Eng. and Des., 121, 1990, Fig 2).
図1:圧力容器とMark I原子炉格納容器、および、溶融した燃料が集積すると仮定する領域である脚柱内および脚柱内領域を示す図(C. R. ハイマン、Nucl. Eng. and Des. 1211990、図2)。
The flux is calculated by assuming a simple slab geometry as is shown in Figure 2 where the neutron source is assumed to rest underneath the layer of water and half of the neutrons are expected to go on average up and half down. The flux is defined by the number of neutrons that intersect a 1 cm2 area which is half the source strength divided by the area of the slab. We assume that the slab area is the sum of the inpedestal and expedestal areas (according to C. R. Hyman op cit).
フラックスは図2で示される単純なスラブ状配置を仮定して計算し、中性子源は水の層より下部に収まり、平均して中性子の半数が上方に半数が下方に行くものと仮定する。フラックスは面積1cm2を通過する中性子数と定義され、線源強度の1/2をスラブの面積で割ったものである。スラブ面積は脚柱内および脚柱外領域の面積の和と仮定する(C. R. ハイマン、既出、による)。

φ=n/cm2.sで表したフラックス           MARK-1 の見取り図
=(1/A[cm2])
×(線源強度[n/s]/2)
面      1cm
1cm2   体積
      1cm3       cm2で表した
面積        RPV        SFP
       原子炉圧力容器 使用済燃料プール
                  DW         SCSW
               ドライウェル  二次コンクリート遮蔽壁
海水               WW
燃料           ウェットウェル
中性子は平均して上       脚柱内領域の床上の溶融燃料 脚柱外領域の床
下同数放射すると仮定する     面積=29.9 cm2       面積=102.2 cm2
Figure 2: Figure showing how the neutron flux is calculated. We assume a simple slab geometry where the seawater covers the fuel and ½ of the neutrons source travels up and half travels down. The flux intersecting the neutrons is the ratio of the area of 1 cm3 to the area of the slab which is assumed to be the sum of the inpedestal and expedestal areas (illustration of Mark-I adapted from Wikipedia).
図2 中性子フラックスの計算法を示す図。単純な層形状で、海水が燃料を覆い放射中性子の1/2が上方に半分が下方に向うと仮定する。遮られる中性子のフラックスは1 cm3の立方体の面積の、脚柱内と脚柱外の面積の和と仮定しているスラブ面積に対する比である(Mark- Iの模式図はWikipediaから採った)。
We use the familiar equation from before and find that:

前にあげた使い慣れた式を用いると次のよういなる:
              N38(t) = ϕ [σ(γ,n)N37/λ38 ] {1-exp(-λ38t)}
N38(T) = 1.71×104{1-exp(-λ38T)}
 [訳者注:φ= (1/A[cm2])×(Source Strength[n/s]/2)
= (1/132.1×[(100cm)2])×(4.53×1010/2)=1.71×104n/cm2.s
したがって N38(T) = 1.71×104×0.098445192{1-exp(-λ38T)}
= 1.69×103{1-exp(-λ38T)} 
以下、訳文の中では1.71×104の代わりにこの値1.69×103を採用した。]
Now, the maximum number of Cl-38 nuclei are produced when T is long and is maximum at 1.71e4Cl-38 nuclei. As time increases as many Cl-38 nuclei are produced as decay and an equilibrium is established. So assuming that the seawater covers the fuel in the floor of the “bulb” it is clear that in this proposed scenario not enough neutrons are produced to account for a 1.6 MBq Cl-38 radioactivity.
ここで、Tが長い時に最大数のCl-38核が生成され、最大値は1.69×103Cl-38核となる。時間が長くなるにつれ崩壊と平衡が成立し、多くのCl-38核が生成する。従って、海水が「バブル」の底面にある燃料を覆うと仮定して、ここに提示したシナリオでは1.6 MBq Cl-38の放射能を説明するに十分な中性子は生成しないことは明らかである。
2) Scenario 2: The second scenario is if the fuel partially melts but the core leaves crevices through which the seawater can flow. In this case the 1 cm3 water is assumed to be surrounded by a homogeneous neutron emitting fuel.
2) シナリオ2: 第2のシナリオは、燃料は部分的に溶融しているが炉心は隙間を残しそこを海水が流れることができる、というものである。この場合1 cm3の水が中性子を放出する一様な燃料に囲まれていると仮定する。
The flux is calculated by calculating the ratio of the 1 cm3 as compared to the complete volume of the fuel. We know that the total mass of the fuel is 69 metric tons and the density of the fuel changes considerably at high temperatures (see Figure 3).
フラックスは燃料の全体積に対する1cm3の比を計算して算出する。燃料の全質量は69トンであることと、燃料の密度が高温ではかなり変化する(図3を見よ)ことはわかっている。

10.0    個体     液体
ANL               UO2
9.5
密度(g/cm3)               融解に伴う密度変化
9.0                 -8.8
本研究
CHRISTENSEN
ANL
8.5     融点
3100             3200           3300
         温  度(K)
Figure 3: Figure showing how the UO2 fuel density changes as a function of temperature (Figure taken from W.D. Drotning, Thermal Expansion of Molten Uranium Dioxide, CONF-81069601).
図3 温度の関数としてのUO2燃料密度の変化を示す図(図はW. D. ドロトニング、溶融二酸化ウランの熱膨張、CONF-81069601、から引用)
We assume that the density is approximately 8.86 g/cm3 at temperatures exceeding 3120 K so that the volume occupied by the fuel is 6.77e6 cm3. Therefore the fraction of the flux that is intercepted by the 1 cm3 volume is 1.48e-7. We assume that the flux through the 1 cm3 volume is also proportional to this fraction. Therefore, the flux is assumed to be = 4.53e10*1.48e-7 = 6703 n/cm2.s. and the number of Cl-38 nuclei can be calculated as before:

密度は3120Kを越える温度ではほぼ8.86g/cm3であるので燃料が占める体積は7.79×106cm3であると仮定する。したがって体積1cm3によって遮られるフラックスの割合は1.28×10-7である。我われは体積1cm3を通過するフラックスもこの割合に比例すると仮定する。よってフラックスは=4.53×1010×1.28×10-7=5798n/cm2s、そしてCl-38核の数は前のように計算できる:
             N38(t) = ϕ [σ(γ,n)N37/λ38 ] {1-exp(-λ38t)}
N38(T) = 570.8{1-exp(-λ38T)}
[訳者注:燃料が占める体積は質量69トン÷密度8.86g/cm3=7.7878104×106cm3=7.79×106cm3となる。したがって体積1cm3によって遮られるフラックスの割合も1.28×10-7である。よってフラックスは=4.53×1010×1.28×10-7=5798 n/cm2sとなる。著者は核燃料の全質量69トンを60トンと誤認して計算している。しかし、本分析の結論には全く影響しない。訳文の中では、全質量を69トンとした時の訳者の計算値を採用した。]
In this scenario we find that the number of Cl-38 nuclei reaches a maximum at 7x102 which again is certainly not enough to explain the observed Cl-38 radioactivity of 1.6 MBq. So this scenariois just as implausible as scenario 1 above, making it obvious that spontaneous fission cannot account for the reported concentration of Cl-38.
このシナリオではCl-38核の数は最大値6x102に達するが、これもまたCl-38の放射能の観測値1.6MBqを説明するには明らかに十分でない。したがってこのシナリオも上のシナリオ1と同様、ありそうになく、自発核分裂は報告されているCl-38の濃度を説明することはできないことがあきらかになる。
To summarize: We can compare the calculated number of Cl-38 nuclei determined from the measured Cl-38 radioactivity, to the upper limit of the number of Cl-38 nuclei assuming the two scenarios and express this as a percentage. We find that the scenario where the molten fuel pours into the inpedestal and expedestal areas suggests a Cl-38 number that is 3.3e-4% of what is needed to explain the observed Cl-38 radioactivity. Also, the second scenario in which a small 1 cm3 sample is embedded in a uniform neutron flux suggests a Cl-38 number which is even smaller at 1.3e-5%. Barring significant information that we do not possess, neither spontaneous fission and seawater option explains the observed radioactivity.
まとめると:我われは測定されたCl-38の放射能から決められるCl-38核の数の計算値を、二つのシナリオを仮定したCl-38核数の上限値と比較してパーセンテージで表すことができる。脚柱内と脚柱外の部分に溶融燃料が流入するというシナリオは、Cl-38の放射能の観測値を説明するに必要なCl-38核数の3.3×10-5%であることを示唆する。同様に、1cm3の小検体が一様な中性子フラックス中に入っているという第二のシナリオは、Cl-38核数としてさらに小さい1.1×10-5%という値を示唆する。我われが持っていない重要な情報がなければ、自発核分裂と海水、どちらの選択肢も放射能の観測値を説明するものではない。[訳者注:原文の3.3×10-4%、1.3×10-5%を訳文の中ではそれぞれ3.3×10-5%、1.1×10-5%とした。]
Conclusions
結論
So we are left with the uncomfortable realization that the cause of the Cl-38 concentrations is not seawater intercepting neutrons from natural spontaneous fission of the used nuclear fuel. There has to be another reason.
したがって我われは、Cl-38濃度の原因は使用されていた核燃料の自然に起こる自発核分裂からの中性子線を海水が捕獲したためではない、という居心地の悪い認識を持ち続けている。他に理由がなければならない。
Assuming that the TEPCO measurements are correct, this analysis seems to indicate that we cannot discount the possibility that there was another strong neutron source during the time that the workers were sending seawater into the core of reactor #1. However, without knowing the details of the configuration of the core and how the seawater came in contact with the fuel, it is difficult to be certain. Given these uncertainties it is nonetheless important for TEPCO to be aware of the possibility of transient criticalities when work is being done; otherwise workers would be in considerably greater danger than they already are when trying to working to contain the situation. A transient criticality could explain the observed 13“neutron beams” reported by Kyodo news agency (see above). This analysis is not a definitive proof, but it does mean that we cannot rule out localized criticality and TEPCO should assure that the workers take the necessary precautions.
東電の測定が正確であると仮定すると、作業員たちが第1号機の炉心に海水を送り込んでいるときに別の強い中性子線源が存在した可能性を捨て去ることができない、と今回の分析は示しているように思われる。しかし、炉心の位置関係および海水が炉心とどのように接触したのか、詳細がわからなくては、確信を持つことは困難である。このような不確かさはあるにしろ、作業が行われているときに過渡的な臨界の可能性があることを東電が認識していることは重要である。そうでないと作業員が事態を抑え込むために懸命に働いている時に、これまでさらされていた危険よりもかなり大きな危険にさらされることになろう。過渡臨界は、共同通信社が報じた「中性子ビーム」が13回観測されたこと(上を見よ)を説明することができるかも知れない。本分析は決定的証拠ではないが、局所的臨界を除外することはできないことを意味するものであり、東電は作業員が必要な予防策をとることを保証すべきである。
Arjun Makhijani is president of the Institute for Energy and Environmental Research (www.ieer.org). He holds a Ph.D. in engineering (specialization: nuclear fusion) from the University of California at Berkeley and has produced many studies and articles on nuclear fuel cycle related issues, including weapons production, testing, and nuclear waste, over the past twenty years. He is the author of Carbon-Free and Nuclear-Free: A Roadmap for U.S. Energy Policy the first analysis of a transition to a U.S. economy based completely on renewable energy, without any use of fossil fuels or nuclear power. He is the principal editor of Nuclear Wastelands and the principal author of Mending the Ozone Hole. He can be contacted here: arjun@ieer.org.
アージュン・マキジャニはエネルギー環境研究所( www.iwwr.org )の所長である。カリフォルニア大学バークレー校からの工学(専攻:核融合)でのPh.Dを持っており、兵器生産、試験、核廃棄物を含む核燃料サイクル関連事項で過去二十年以上にわたる多くの研究と論文がある。Nuclear Wastelands誌の編集長であり、「Mending the Ozone Hole(オゾンホール修復)」の主要著者である。連絡先: arjun@ieer.org 
Ferenc Dalnoki-Veress is a Research Scientist at the James Martin Center for Non-Proliferation Studies of the Monterey Institute of International Studies. He is a specialist on nuclear disarmament and on aspects of global proliferation of fissile materials. He holds a PhD in high energy physics from Carleton University, Canada, specializing in ultra-low radioactivity background detectors. He can be contacted here: ferenc.dalnoki@ miis.edu and 831- 647-4638.
フェレンク・ダルノキ-べレスはモンテレイ国際関係研究所のジェームス・マーチン非拡散研究センター研究員である。核軍縮及び核分裂性物質の世界的拡散の諸問題の専門家である。カナダ、カールトン大学からの高エネルギー物理分野でのPhDを持ち、極低放射能バックグラウンド検出器を専門とする。連絡先: ferenc.dalnoki@miis.edu および、Phone 831-647-4638
Recommended citation: Ferenc Dalnoki-Veress and Arjun Makhijani, What Caused the High Cl-38 Radioactivity in the Fukushima Daiichi Reactor #1?, The Asia-Pacific Journal Vol 9, Issue 14 No 3, April 4, 2011.
推奨する引用:Ferenc Dalnoki-Veress and Arjun Makhijani, What Caused the High Cl-38 Radioactivity in the Fukushima Daiichi Reactor #1?, The Asia-Pacific Journal Vol 9, Issue 14 No 3, April 4, 2011.
Notes
1 Thanks go to Dr. Patricia Lewis (CNS, MIIS) and Arjun Makhijani (IEER) for carefully reviewing this memo, and for thoughtful and stimulating discussions. Dr. Lewis may be contacted at patricia.lewis@miis.edu.
1 このメモを注意深く精査し示唆に富み刺激的な討論をしてくれたことに対してパトリシア・ルイス博士(CNSMIIS)およびアージュン・マキジャーニ(IEER)に感謝する。ルイス博士の連絡先は patricia.lewis@miis.edu 
2 核及び工業安全局、経済産業省、News Release326日、2011年。
3 J. フローア・アントニ博士、海水の化学組成(2000年、2006)
4 Press Release (Mar 26, 2011) TEPCO News, Plant Status of Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (as of 8:00 PM Mar 26th): “At approximately 2:30 am on March 23rd, seawater was started to be injected to the nuclear reactor through the feed water system.”
4 プレスリリース (2011326)TEPCOニュース、福島第一原子力発電所のプラント状況(3268:00PM現在):「3232:30am頃、原子炉に注水システムを通して海水注入を開始した。」[訳者注:第1号機についてである。相当することが日本語のTEPCOニュース: http://www.tepco.co.jp/cc/press/11032601-j.html に出ている。]