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・２ RBEとLETの関係

　図Ｉ‐４に示したように、Ｘ線が生体内で生成する電子線の電離・励起の粒子経路沿いの密度に比べ、高速中性子生体内で衝突で生成する陽子線の電離・励起の通路沿いの密度は、約10倍で、α線の通路沿いの電離・励起の密度は数10倍である。これらの電離・励起の荷電粒子の通路沿いの密度のかわりに、つぎに定義する線エネルギー付与LET（linear energy transfer ）を便うと便利で、記述が精密になる。
　　　Ｌ＝Ｅ／Ｒ　　　（I・９）
　ＬはLETであり、Ｅ（keV単位）は荷電粒子のエネルギー、Ｒは荷電粒子が発生した点から停止するまでの生体内の距離（飛程：range；μ単位）である。
式（Ｉ‐9）は実は飛跡平均（track average ）LET と呼ばれるものである。厳密には、Ｌの値は荷電粒子の始発点では小さくて、粒子が滅速すると大きくなるが、生物学的効果の指標には式（Ｉ‐9）の近似値で十分である。以下この飛跡平均LETを用いることにする。図Ｉ‐10にもちいた３種の放射線の飛跡平均Ｌ値をつぎに示す。
　　　３種の放射線のＬＥＴ：
［250kVpＸ線のＬ］＝　2keV/μ　　（ I・10A ）

［14MeV中性子のL］＝　12keV/μ　（Ｉ・10B ）
［α線のＬ］　　　　　＝100keV/μ　　（ I・10C ）

　この３者のＬ値の相対比は1：6：50である。この相対比は図Ｉ‐4の電離・励起の粒子の通路沿いの密度の相対比とよく一致しているから、平均LETの値は、電離放射線の種類による生物的作用の強さの違いRBE（相対的生物効果比）を定量的に記述するのに有用であることがわかる。
　実際に、ウイルス、細菌、酵母、マウス、植物の多種多様な生物にＸ線、γ線、トリチウム、各種の高速中性子、α線など各種の放射線を照射して、相対的生物効果比RBEを実験的に求めた例がたくさん報告されている。RBEは、図Ｉ‐11の場合と同様にして、求めたものである。えられたRBE値が使用した多種類の放射線のLETの変化に応じて、どのように変化するかを総括しよう。図Ｉ‐11に各種生物に対する放射線の致死効果その他に関する各種放射線のRBEとそれぞれの放射線のLETの関係を示す。

　　　

　　図Ｉ‐11各種放射線の生物に対す致死その他の作用に関する相対的生物効果比RBEとそれぞれの放射線の線エネルギー付与LETの関係（近籐宗平：分子放射線生物学、p-174，1972より）

　図Ｉ‐１１から、つぎのことがわかる。
ｌ）マウスの放射線全身照射による致死効果では、RBEの極大値は4で、LETが41keV/μの核分裂中性子で起こる。これよりLETが大きくても小さくてもRBEは４より小さくなる。
２）マウス致死にたいするRBE対LETの関係と酷似しているのが、マウスの脾臓と胸腺の重量低下に対するRBE対LETの相関曲線である。
３）コムギ、ムラサキツユクサの染色体異常誘発に対するRBE対LETの関係も、RBEの極大はLETがα線より少し小さい放射線のところで起こる。この場合のRBEの極大値は約10という大きな値である。
４）酵母菌の致死作用に対するRBE対LETの曲線では、RBEの極大値は２であり、これはα線より少し大きいLET値のところで起こる。
５）大腸菌や大腸菌を宿主にして増えるウイルス（ファージ）の致死作用に対するRBE対LETの曲線では、RBEはLETが増えると単調に滅少し続け、１以上になる放射線は存在しない。

　以上のように、放射線のRBEは放射線のLETが増えても単純に増加するものではない。生物の染色体が微生物より複雑なマウスでは、放射線致死作用に対するRBEの極大値が4となり、もっと染色体が大きい高等植物の染色体異常にたいするRBEの極大値が10という大きな値であることは、つぎのことを示唆する。放射線が傷害を与える標的は染色体であり、染色体の構造が多重構造になっている生物ほど、最高RBE値が大きくなる。
　α線のRBEが20で高速中性子のRBEが5～20という仮定を国際放射線防護委員会が採用して、現在のシーベルト単位を決定した。これは、図Ｉ‐10およぴ図Ｉ‐11から、過剰な放射線防護の措置で、科学的には大きく誤っている。

高速中性子の生体影響の強さはγ線の２～４倍
　高速中性子だけを大量に浴ぴた人身事故の例はない。東海村のJCO臨界事故で死亡事故が起こったが、高速中性子とγ線に区別した線量（Ｇｙ単位）はわかっていないので、高速中性子の人体影響の強さがγ線の何倍かを知る資料にならない。従って、図Ｉ‐ｌ　ｌのマウスの致死と脾臓・胸腺の重量低下に対する高速中性子の相対的生物効果比ＲＢＥ（γ線との相対比）は貴重である。図Ｉ‐ｌ　ｌによれば、LETの大きさが、14MeV中性子から核分裂中性子の領域のおけるｘ印と三角・逆三角印のRBE値は高速中性子の生体影響の強さがγ線の何倍であるかを示す実験値である。このデータを総括すると、高速中性子のマウスにおける生体影響の強さはγ線に比べて、核分裂中性子では約4倍、14MeV 中性子では約２倍ということになる。高速中性子のRBEは2～4という実験結果である。他方、国際放射線防護委員会は、中性子に関して、グレイ単位からシーベルト単位への換算因子に5～20を採用している。このことは、シーベルト単位は、実際の中性子の障害作用について、2～10倍の過剰評価をしていることを意味する。

参考文献
特筆しないかぎり、図や表は、丈献2)、3)より引用。
1) Hall,E. J. :Radiology for the Radiologist, Medical Department. Harper & Row, Publishers, New York (1978) 浦野宗保（訳）：放射線医学のための放射線生物学、篠原出版、昭和55年
2)近藤宗平：分子放射線生物学、学会出版センター、(1972)
3)近藤宗平：人は放射線になぜ弱いか一少しの放射線は心配無用－講談社、プルーバックス（1998）．