ホットパーティクル

ホットパーティクル（hot particle）とは、特定の性質を持つ放射性微粒子を指す言葉です。具体的には、アルファ崩壊という崩壊形式でアルファ粒子を放出し、一粒あたり0.07ピコキュリー（約0.259ベクレル）以上の比較的高い放射能を持つ、水などに溶けにくい（不溶性）の微粒子です。これらの粒子の主な成分としては、核燃料物質として知られるプルトニウムなどが挙げられます。

内部被曝のリスク

アルファ線は、放射線の中でも物質を電離させる能力（電離作用）が最も大きいという特徴があります。しかし、その一方で、物質中を進む距離（飛程）は他の放射線（ベータ線やガンマ線など）に比べて極めて短いという性質も併せ持っています。この短い飛程のため、アルファ線を出す物質が体の外にある場合（外部被曝）は、皮膚の表面でエネルギーを失うことがほとんどであり、体の内部への影響は限定的とされることが多いです。

しかしながら、アルファ線を出す物質が体内に取り込まれた場合（内部被曝）は状況が大きく変わります。体内の組織に非常に近い場所でアルファ線が放出されるため、限られた範囲に高密度のエネルギーが集中し、周囲の細胞や組織への影響が大きくなる可能性が指摘されています。

内部被曝を引き起こす経路は食事や傷口からの侵入など複数存在しますが、ホットパーティクルに関して特に懸念されるのは、空気中に浮遊する粒子を呼吸によって吸入する経路です。

体内での挙動と沈着

大気中に漂うホットパーティクルを人が呼吸する際、吸い込まれた粒子の全てではありませんが、その一部が呼吸器系に付着・蓄積します。粒子の大きさによって沈着する場所は異なり、一般的には、直径の比較的大きな粒子は鼻や喉、気管などの上部気道に付着しやすい傾向があります。これに対して、より小さい粒子は、空気の流れに乗って肺の奥深く、細い気管支や肺胞まで到達し、そこに沈着する割合が高まることが知られています。

呼吸器に沈着した粒子うち、鼻や喉、太い気管支などの上部気道に付着したものは、体の持つ自浄作用、例えば痰などと一緒に体外へ比較的速やかに排出されることが期待されます。しかし、肺の深部、特に肺胞付近に到達してしまった粒子は、そこで長期間にわたって留まりやすい性質を持っています。

危険性に関する歴史的論争

このように肺の深部に長期間留まるホットパーティクルが、周囲の組織に局所的に高線量の放射線を浴びせ続けることによる健康影響、特にがん発生のリスクについて、かつて大きな論争がありました。

その論争のきっかけとなったのが、1974年に米国の研究者アーサー・R・タンプリンとトーマス・B・コクランが発表した論文です。彼らは「ホットパーティクルに対する放射線基準」と題する報告書の中で、主にプルトニウムのようなアルファ放射体を含む不溶性粒子による内部被曝のリスクを、当時の科学的評価よりもはるかに高く見積もりました。そして、既存の放射線防護基準、特に体内に取り込まれるアルファ放射体の許容量を大幅に厳格化するよう、当時の米国原子力委員会（AEC）や環境保護庁（EPA）に対して強く勧告したのです。

このタンプリンらの提案は、原子力安全や放射線防護の分野で世界的な大論争を巻き起こしました。しかし、この提案に対しては、その仮定や計算方法に疑問を投げかける反論が多数提出されました。特に、米国原子力委員会がまとめたWASH-1320報告書をはじめとする複数の研究により、タンプリンらの主張するような極端に高いリスク評価は支持されないという見解が示されました。最終的に、この論争の中で多くの学術的な検討が重ねられた結果、タンプリンら自身も、かつての提案を支持することをやめたとされています。現在では、国際的な放射線防護の枠組みにおいて、ホットパーティクルが局所的に高線量を与えるという点を考慮に入れつつも、タンプリンらが主張したような桁違いに高いリスク評価は採用されていません。放射性粒子の吸入による影響評価は、粒子径に応じた呼吸器への沈着率や、体外への排出速度、さらには体内での溶解性などを考慮して行われています。

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