Ｉ‐３放射線の線エネルギー付与と相対的生物効果比

Ｉ‐３・１異なる放射線の生物効果の比較

　Ｉ章２節１項でのべたように、国際放射線防護委員会は、放射線は怖がり過ぎがよいという立場から、α線の人体影響はγ線の20倍あるという仮説を採用し、シーベルト単位を決定した。しかし、α線がγ線の何倍の生物効果をもつかは、科学的には実験によって決められるべき問題である。
　図Ｉ‐10は、ヒトの細胞を人工的に培養して、これにＸ線、高速中性子、α線を照射して、細胞の生存率と線量の関係を比較したものである。

　　　　　　　　　　

　図Ｉ‐１０ヒト培養細胞にＸ線、14MeV中性子、α線を照射したときの生存率と線量の関係J-J-Broerseetal:Int J Radiat Biol 559-572.1972 より改写

　図Ｉ‐10の縦軸の生存率はつぎのようにして測定したものである。ヒト由来の細胞を含む培養液を適当に希釈して、培養液の一定量を培養皿にまく。希釈の程度は培養皿あたり細胞が100個になるようにする。これをまいた培養皿を、培養装置内で1～2週間培養してから染色すると、目でみえる細胞集落（コロニーという）が数10個培養皿に現れる。ｌつのコロニーは、培養前には１個の細胞であったものが、分裂増殖して、目に見える大きさの細胞群に増大したものである。１つのコロニー内のどの細胞も１個の祖先細胞の子孫である。最初に播いた細胞の数が100個で、１週間培養後のコロニー数が50個であれば、コロニー形成率PE（plating effency ）は0.5（＝50/100）であるという。いま培養細胞液にＸ線を8Gy照射したとしよう。細胞はかなり死んでいると考えて、培養皿あたり2000個の細胞をまく。1週間培養して調べたら、培養皿には32個のコロニーが現れたとしよう。照射しない培養液をまけば、2000×PE（0.5 ）＝1000のコロニーが出現する。従って、Ｘ線8Gyを被ばくした細胞群の生存率は32/1000，すなわち、0.032ということになる。標準の放射線（γ線またはＸ線）と比べた場合のα線の相対的生物効果比RBE（Relative Biological Effectiveness ）はつぎのように定義する：
　細胞生存率ｓにおけるα線対Ｘ線のRBE＝（1／αＤｓ）：（1／ｘＤｓ）　（Ｉ・8 ）
　ここに、αＤｓとｘ　Ｄｓは、同じ生物効果（等しい生存率ｓ）与えるα線の線量とＸ線の線量である。図Ｉ‐10の場合、s＝0.1におけるα線のRBEは次のようになる：
　　α線のRBE＝（1/1.5Gy ）：（1/6Gy ）＝４
式（Ｉ‐8）にならって、図Ｉ‐10からｓ＝0.1における14MeV中性子のRBEを計算するとつぎのようになる：
　　高速中性子のRBE＝(1/nD0.1)：（1/xD0.1)＝（1/2.5Gy)：（1/6Gy)＝2.4
図Ｉ‐10において、生存率0.5でRBEを計算すると、α線のRBEは6.8となり、ｓ＝0.1の場合のRBE値より65%も増加し、14MeV中性子のRBEも2.8となり、少し増加する。すなわち、RBE値は、注目している生物効果の種類だけでなくて、指標に使う放射線影響のレベルでも変化する。