Z章 トリチウムの環境動態と人体影響

  Z‐4 トリチウムの被ぱく線量評価と人体影響

 Z‐4・3・5  0BTの直接摂取を考慮した3コンパートメントモデル

 モデルの有用性は、そのモデルで使われる水素代謝についてのパラメーターがどのくらいの確かさで対象集団を代表できるかということと、個々の内部被ばくのケースについてのパラメータ修正の容易ざできまる。ETHモデルをわれわれ日本人の場合に適用しようとする時にはこれらの点で以下のような難しさがある。
 ETHモデルではICRP標準人における水素動態のパラメータを基礎にしており、日本人にそのままあてはめることは出来ない。また、ETHモデルの中で用いられる水素原子の移行定数の決定過程は3コンパートメントモデルに較べて複雑である。実際ETHモデルで移行定数を決めるために行われたように、TFWTの残存曲線を4成分以上の指数曲線の和として近似することはモデルを複雑にし得られるパラメータの値の不確かさを増すだけで、実用状の利益は少ない。
 実用上は個々の被ばくケースについての被ばく線量許価を容易に行えるようなモデルを作っておく必要がある。すなわち、それぞれのケースに応じてモデルのパラメータを容易に修正して便えるようにしておくことが望まれる。この点で3コンパートメントモデルは4コンパートメントモデルに較べて格段に取扱が容易である。
 このようなトリチウム体自動態モデルとして、体内水素収支にもとづいた3コンパートモデル(Modified three compartment model MTCモデル)23)が提唱された。

MTCモデルの基本的構成と最終的に決定されたパラメーターの値を図W‐9に示す。体内TFWT(体内自由水)コンパートメントをTFW、第一のTBWH(組織結合水)コンパートメントをTBW-1、第二のTBWHコンパートメントをTBW2と書いてある。飲食物中のFWHはすべて直接体内自由水コンパートメントに取込まれる。一方飲食物中の有機結合型水素(0BH)の一部は直接有機結合型水素として0BH−1コンパートメントに取込まれ、:一部は体内取込後直ちに酸化され自由水コンパートメントTFWに取込まれる。

    
           図Z‐9 MTCモデル(Saito Model )図中の数字は移行係数


 MTCモデルとは独立に、吉田により開発されたOKTVIAN モデルがある(図Z‐10) 45)。このモデルは、トリチウムを夕一ゲットして用いるコックロフトウオルトン型加速器0KTAVlAN周辺でトリチウムを吸入、度膚吸収などで摂取した作業者の尿中トリチウム残留曲線を説明するために、開発されたもので、2番目の0BTコンパートメントと自由水コンパートメントとの間でトリチウムの移行がなく、二つの0BTコンパートメント問でトリチウムの移行があるとしている点で、MTCモデルと異なる。また、0BTコンパートメントから自由水コンパートメントヘの移行率は、MTCモデルに比べて約10倍大きい。
     

            図Z‐10  OKTAVIAN モデル(Yoshida Model)
                          図中の数字は移行係数


 また、MTCモデル記述される0BT濃度は全身の平均濃度であるが、OKTAVIANモデルでは尿中0BTとFWTでの比濃度(Bq/g dry)の変化をもとにして、コンパートメント間のトリチウム移行係数を決めている。そのために、体内に長期残留する0BT成分の被ばく線量への寄与がMTCデルに比べて低く見積もられる。実際、Fig‐3.3.7に示すように、定常的にトリチウムを摂取したときの年間被ばく線量を較べて見ると、R値(0BT/HT0比)が1より大きくなると、MTCモデルでの評価線量はOKTAVIANモデル(Yoshidaモデル)での評価線量よりも大きくなる。
R=20では、その差は約2倍になる。
  図Z‐11、図Z‐12に示すのは、1kBq(1000Bq)のトリチウム水を一回摂取した後の体内濃度をそれぞれのコンパートメントについて、上記二つのモデルを用いて計算した結果である。HT0のみを摂取した場合、体内の総トリチウムは最初、自由水成分トリチウムの滅少を反映して、指数関数的に滅少するが、やがてHT0から0BTへの転化により、0BTレベルが高くなり、この長期残留型0BTの変化に支配されるようになる。この傾向はどちらのモデルでも変わらない。
          
           図Z‐12 1000Bq摂取後の体内残留トリチウム(OKTAVIANモデル)

         
 0BTが被ばく線量への寄与において重要な意味をもつことは、飲食物中の0BT/FWT比(R値)を変えて、被ばく線量を評価してみるとよくわかる。Fig‐Z‐13に示すのは、毎日120KBqのトリチウムを飲食物として摂取したときの、年間の被ばく線量をR値の関数としてあらわしたものである。毎日120KBqのトリチウム量は、我が国での放射性排氷中トリチウム規制濃度60Bq/ccをもつ飲料水を毎日2リットル(日本人の平均的な摂取量)飲んだ場合のトリチウム量に相当する。
 MTCモデルでの計算によると、R値が大きくなり、取り込みトリチウムのほとんどが0BTである時(R=20)の被ばく線量はHT0のみの摂取(R=0)に較べて約3倍になる。我が国の、排氷中0BT規制濃度は、HT0規制濃度の1/3であるが、その妥当性を裏付ける計算結果である。武田らの動物実験の結果も、0BTの線量寄与はHT0の約3倍であることを示している。一方、0KTAVlANモデルで同様な計算をすると、R値が大きくなっても、被ばく線量の増加は少なく、約50%の増加にとどまる。この意味で、OKTAVIANモデルは0BT摂取時の線量を過小評価しているのかもしれない。
       
                図Z‐13飲食物中0BT/HT0比と年間被ばく線量の関係


 水収支に関して、摂取さる全水量(代謝水も含む)の値は生活習慣、気候条件等によって大きく左右されるがここではICRP標準人を基準にとりl日あたりの自由水およぴHの摂取量は体重に比例すると仮定する。その時、標準日本人のl日あたりの全水分摂取量はICRP標準人の場合(3000mld-1 )の60/70すなわち2571(gd-1)となる。脂肪及び炭水化物が酸化され自由水成分として自由水コンパートメントに取込まれる割合はETHモデルに於いて便われている値を使う。即ち炭水化物の43%と脂肪の20%が体内で取込後直ちに酸化されて自由水となり、残りの脂肪と炭水化物はコンパートメントTBWlに取り込まれると仮定する。 また取込まれた蛋白質はすべて直接TBW1に取り込まれ、細胞構成成分となると仮定する。

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