セシウム牛 ― 2011年07月21日
牛肉のセシウム汚染は始めから予想されたこと。
最近、牛肉がセシウムに汚染されていることが話題になっています。
餌の藁が汚染されていたので、こうなることは予見できたはず。稲藁の汚染を避けるためには、稲藁を屋外に放置してはならないのだけれど、そうすると、今度は、露地野菜は食べられなくなってしまうし、子供が外で遊ぶこともできなくなってしまう。それでは、広い範囲で、退避しなくてはならず、そのためには経費がかかりすぎるので、現実問題として不可能でした。
牛が汚染されると困るので、稲藁は外に出すな。子どもが汚染されても良いから、野菜は気にしないで食べろ、外で遊ばせろ。。。とは言えないでしょう。
牛肉のセシウム濃度の基準値は500ベクレル／kgだそうで、この値を越えたので大騒ぎになっています。でも、たとえば、牛肉が1000ベクレル／kgならば、子どもだって、1000ベクレル／kgになっているかもしれない。解体して人肉を測定しないので、詳しいことは分かりませんが。
1000ベクレル／kgの放射性セシウムの内部被曝を、外部被曝に換算すると、どの程度になるのか、計算してみます。
Cs137は、半減期30年、0.512Mevでβ崩壊して、Ba137mになり、Ba137mは、半減期2.6分、0.662Mevでγ崩壊して、安定なBa137になる。生体がCsを取り込むと、代射により減少するので、Cs137の生体内での半減期は70日～120日程度とされている。 γ線はすべて生体に吸収されるわけではないけれど、最悪の事態を想定して、β線、γ線エネルギーがすべて生体に吸収されるものとする。また、セシウムの生体での半減期を90日（7.8E6sec）とする。
①Cs137の原子核一つの崩壊エネルギー 0.512Mev＋0.662Mev=1.88E-13J
すなわち、1ベクレルのCs137のエネルギー 1.88E-13J／s
②生体内でのCs137のエネルギーを Ｉ(t) とすると、
Ｉ(t)=Ｉ0×exp(-t／α）
（ただし、α＝半減期÷log2、Ｉ0は初期エネルギー）
となるので、生体が受ける1ベクレルのエネルギーの積算は次式となる。
Ｅ＝∫Ｉ(t)dt＝Ｉ0×α＝1.88E-13×7.8E6÷log2＝2.1E-6 J
(人が生きる時間は90日よりも十分に長いとした。)
③1000ベクレル／kgのエネルギー
2.1E-6×1000=2.1E-3J／kg＝2.1mGy＝2.1mSv (2.1ミリシーベルト)
以上の計算で、1000ベクレル／kgの放射性セシウムの内部被曝を、外部被曝に換算すると、2.1ミリシーベルトになることが分かります。（γ線の漏出を考えると、もう少し小さくなる。）
政府は、福島の子供たちが、被曝する線量の許容値を年間20mSvとして、学校の校庭の線量の基準を3.8μSv／hとしました。これは、批判が強くて、福島の学校は校庭の土を入れ替えています。
政府が考えた福島の子供の安全基準は年間20mSvなのに対して、セシウム1000Bq／kgが体内にあっても、一生で2.1mSvにしかならない。この程度の被曝は、許容の範囲内と考える人も多いでしょう。
今回の牛肉汚染騒ぎは、「牛は汚染させてはならないけれど、福島の子供は少しぐらい汚染させてもかまわない」と、言えなかったことに、原因があるように思います。
以上、計算間違いがあったらごめんなさい。
注意：一生で2.1mSvになるのは、体のすべてが1000Bq/kgの割合で汚染された場合であって、汚染牛肉を1kg食べた場合ではありません。汚染牛肉を自分の体重よりもたくさん食べた場合は、一生で2.1mSvに相当するかもしれない。
注意：内部被曝を外部被曝に換算する方法は吸収エネルギーを使いました。そうすることになっているのですが、本当に、これで放射能の危険性が同じと考えてよいのか、異論があります。一生で2.1mSvだからといって、外部被曝2.1mSvと同程度の被害と考えてよいものか？
最近、牛肉がセシウムに汚染されていることが話題になっています。
餌の藁が汚染されていたので、こうなることは予見できたはず。稲藁の汚染を避けるためには、稲藁を屋外に放置してはならないのだけれど、そうすると、今度は、露地野菜は食べられなくなってしまうし、子供が外で遊ぶこともできなくなってしまう。それでは、広い範囲で、退避しなくてはならず、そのためには経費がかかりすぎるので、現実問題として不可能でした。
牛が汚染されると困るので、稲藁は外に出すな。子どもが汚染されても良いから、野菜は気にしないで食べろ、外で遊ばせろ。。。とは言えないでしょう。
牛肉のセシウム濃度の基準値は500ベクレル／kgだそうで、この値を越えたので大騒ぎになっています。でも、たとえば、牛肉が1000ベクレル／kgならば、子どもだって、1000ベクレル／kgになっているかもしれない。解体して人肉を測定しないので、詳しいことは分かりませんが。
1000ベクレル／kgの放射性セシウムの内部被曝を、外部被曝に換算すると、どの程度になるのか、計算してみます。
Cs137は、半減期30年、0.512Mevでβ崩壊して、Ba137mになり、Ba137mは、半減期2.6分、0.662Mevでγ崩壊して、安定なBa137になる。生体がCsを取り込むと、代射により減少するので、Cs137の生体内での半減期は70日～120日程度とされている。 γ線はすべて生体に吸収されるわけではないけれど、最悪の事態を想定して、β線、γ線エネルギーがすべて生体に吸収されるものとする。また、セシウムの生体での半減期を90日（7.8E6sec）とする。
①Cs137の原子核一つの崩壊エネルギー 0.512Mev＋0.662Mev=1.88E-13J
すなわち、1ベクレルのCs137のエネルギー 1.88E-13J／s
②生体内でのCs137のエネルギーを Ｉ(t) とすると、
Ｉ(t)=Ｉ0×exp(-t／α）
（ただし、α＝半減期÷log2、Ｉ0は初期エネルギー）
となるので、生体が受ける1ベクレルのエネルギーの積算は次式となる。
Ｅ＝∫Ｉ(t)dt＝Ｉ0×α＝1.88E-13×7.8E6÷log2＝2.1E-6 J
(人が生きる時間は90日よりも十分に長いとした。)
③1000ベクレル／kgのエネルギー
2.1E-6×1000=2.1E-3J／kg＝2.1mGy＝2.1mSv (2.1ミリシーベルト)
以上の計算で、1000ベクレル／kgの放射性セシウムの内部被曝を、外部被曝に換算すると、2.1ミリシーベルトになることが分かります。（γ線の漏出を考えると、もう少し小さくなる。）
政府は、福島の子供たちが、被曝する線量の許容値を年間20mSvとして、学校の校庭の線量の基準を3.8μSv／hとしました。これは、批判が強くて、福島の学校は校庭の土を入れ替えています。
政府が考えた福島の子供の安全基準は年間20mSvなのに対して、セシウム1000Bq／kgが体内にあっても、一生で2.1mSvにしかならない。この程度の被曝は、許容の範囲内と考える人も多いでしょう。
今回の牛肉汚染騒ぎは、「牛は汚染させてはならないけれど、福島の子供は少しぐらい汚染させてもかまわない」と、言えなかったことに、原因があるように思います。
以上、計算間違いがあったらごめんなさい。
注意：一生で2.1mSvになるのは、体のすべてが1000Bq/kgの割合で汚染された場合であって、汚染牛肉を1kg食べた場合ではありません。汚染牛肉を自分の体重よりもたくさん食べた場合は、一生で2.1mSvに相当するかもしれない。
注意：内部被曝を外部被曝に換算する方法は吸収エネルギーを使いました。そうすることになっているのですが、本当に、これで放射能の危険性が同じと考えてよいのか、異論があります。一生で2.1mSvだからといって、外部被曝2.1mSvと同程度の被害と考えてよいものか？
