ISO 20044:2022 環境中の放射能測定 — 空気:エアロゾル粒子 — 濾材によるサンプリングによる試験方法 | ページ 3

※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。

序章

誰もが自然放射線にさらされています。自然放射線の発生源は、宇宙線や、地球や人体を含む動植物に存在する自然界の放射性物質です。放射線および放射性物質の使用を伴う人間活動は、この自然被ばくによる放射線被ばくに追加されます。自然に発生する放射性物質 (NORM) を含む鉱石の採掘と使用、およびそのような物質を含む石炭の燃焼によるエネルギーの生産など、これらの活動の一部は、自然放射線源からの被ばくを単純に増大させます。原子力発電所およびその他の原子力施設は、放射性物質を使用し、運転中および廃止措置中に放射性廃液および廃棄物を生成します。産業、農業、研究における放射性物質の使用は、世界中で拡大しています。

これらすべての人間活動は、自然被ばくの世界平均レベルのほんの一部である放射線被ばくを引き起こします。放射線の医療利用は、先進国における最大の人工放射線被ばく源であり、増加しています。これには、診断放射線学、放射線療法、核医学、インターベンション放射線学が含まれます。

放射線被ばくは、職業活動の結果としても発生します。それは、放射線または放射性物質を使用する産業、医療、および研究の労働者、ならびに空の旅中の乗務員によって発生します。職業被ばくの平均レベルは、自然放射線被ばくの世界平均レベルとほぼ同じです[1]

放射線の使用が増加するにつれて、潜在的な健康リスクと公衆の懸念も増加します。したがって、これらすべてのエクスポージャーは、次の目的で定期的に評価されます。

  • 公衆および労働者の被ばくの世界レベルと時間的傾向の理解を深める;
  • ばく露の構成要素を評価して、それらの相対的な重要性の尺度を提供する。
  • より多くの注意と研究を必要とする可能性のある新たな問題を特定します。労働者への線量はほとんど直接測定されるが、公衆への線量は通常、廃棄物、廃水、および/または環境サンプルの放射能濃度または比放射能の測定結果を使用する間接的な方法によって評価される。

放射能監視プログラムから得られたデータが意図した用途をサポートすることを保証するために、代表的なサンプルを取得し、取り扱い、保管、準備するための適切な方法と手順について、利害関係者 (例えば、原子力施設の運営者、規制当局、地方当局) が合意することが不可欠です。試験サンプルの測定。全体的な測定の不確かさの評価も実行する必要があります。信頼性が高く、比較可能で、「目的に適合する」データは、放射能測定に基づく公衆衛生上の決定にとって不可欠な要件であるため、試験および検証された放射性核種試験方法の国際基準は、そのような測定結果を作成するための重要なツールです。標準の適用は、長期にわたる試験結果の比較可能性、および異なる試験所間での比較可能性を保証するのにも役立ちます。試験所は、国家認定を取得するための 2 つの前提条件である試験所間の比較において、技術的能力を実証し、技能試験を首尾よく完了するためにそれらを適用します。

今日、さまざまなマトリックス中の放射性核種の放射能濃度または比放射能を測定するために、100 以上の国際規格が試験所で利用できます。

一般的な標準は、機器を校正し、技術を検証するための一般的な要件と方法を設定することにより、試験所が測定プロセスを管理するのに役立ちます。これらの基準は、たとえばさまざまな種類のサンプルに対してスタッフが実施する試験方法を説明する特定の基準を支えています。特定の規格は、次の試験方法をカバーしています。

  • 自然に発生する放射性核種 ( 40 K, 3 H, 14 C, およびトリウムとウランの一連の崩壊に由来するもの、特に226 Ra, 228 Ra, 234 U, 238 U, 210 Po, および210 Pb を含む)自然源からの物質、または自然に発生する放射性物質を含む技術的プロセスから放出される可能性があります(例:ミネラルサンドの採掘と処理、またはリン酸肥料の生産と使用)。
  • 環境マトリックス(水、空気、土壌および生物相)、許可された環境への放出、核兵器の大気中での爆発からの放射性降下物、およびチェルノブイリや福島で発生したような事故からの放射性降下物の結果としての食品および動物飼料中。

空気中の放射能濃度の信頼できるモニタリングは、人体への潜在的な被ばくの評価、放射線防護および環境保護規制への準拠の検証、または健康リスクの軽減に関するガイダンスの提供に必要です。国土安全保障や核拡散防止条約(NPT)に関連して、放射性核種の活動を正確に測定することも必要です。

注記核不拡散条約 (NPT) は、核兵器および核兵器技術の拡散を防止し、核エネルギーの平和的利用における協力を促進し、核軍縮および一般および核兵器の使用を促進するという目標を促進することを目的とする画期的な国際条約です。完全な武装解除。

多くの放射性核種は、大気中に気体の形で存在するか、エアロゾル粒子に結合しています。それらは、1 秒未満 ( 214 Po) から 1570 万年 ( 129 I) の範囲の半減期を持つ自然または人工的な起源を持っています。これらのバックグラウンドレベルの放射能濃度値の例は、付録 A に示されています。

潜在的な放出源が知られている場合、環境の測定プログラムは、環境内の活動を放出された放射性核種と比較するためのデータを提供します。緊急の場合、これらの測定プログラムは、予想線量を計算するためのデータを提供します。

すべての場合において、ラドンおよび/またはラドン子孫干渉の補正は、粒子のカウント結果、統計またはタイプのみを分析する場合、または分光測定などから特定の情報が利用できない場合に考慮されます。

サンプリング プログラムで使用される特定の手法は、サンプリングの目的に基づいています。空気中の放射性核種の濃度が非常に低い場合でも、事件や事故による放出が発生した場合、被ばくや線量が高くなる可能性があるため、定期的にサンプリングを行うことができます。環境でのサンプリングを使用して、次のパラメーターを決定できます。

  • 放射性物質の閉じ込めの管理;
  • 線量計算の評価および対策の推奨のための、環境中の浮遊放射性物質の放射能濃度の測定。
  • 原子力/放射線緊急事態への備えのための環境モニタリングまたは放射線生態学的調査

大気中の放射性核種の連続測定により、緊急時に測定データを非常に迅速に提供できます。一般的な測定プログラムでは、検出限界に近い放射能濃度の検出が求められます。サンプリング/測定サイトは、結果の合計が、気象条件によるその地域の代表的な状況の解釈を可能にするような方法で分散する必要があります。

目的は次のとおりです。

  • 大気中の放射性核種のモニタリング;
  • トレンド検出;
  • ベースラインの決定;
  • 長距離線源(チェルノブイリ、アルヘシラス、フクシマ、核兵器など)による大気汚染の場合の線量評価。
  • 放射線生態学的応用と研究のためのデータ収集。

Introduction

Everyone is exposed to natural radiation. The natural sources of radiation are cosmic rays and naturally occurring radioactive substances that exist in the earth and flora and fauna, including the human body. Human activities involving the use of radiation and radioactive substances add to the radiation exposure from this natural exposure. Some of those activities, such as the mining and use of ores containing naturally occurring radioactive materials (NORM) and the production of energy by burning coal that contains such substances, simply enhance the exposure from natural radiation sources. Nuclear power plants and other nuclear installations use radioactive materials and produce radioactive effluent and waste during operation and decommissioning. The use of radioactive materials in industry, agriculture and research is expanding around the globe.

All these human activities give rise to radiation exposures that are only a small fraction of the global average level of natural exposure. The medical use of radiation is the largest and a growing man-made source of radiation exposure in developed countries. It includes diagnostic radiology, radiotherapy, nuclear medicine and interventional radiology.

Radiation exposure also occurs as a result of occupational activities. It is incurred by workers in industry, medicine and research using radiation or radioactive substances, as well as by crew during air travel. The average level of occupational exposures is generally similar to the global average level of natural radiation exposure[1].

As uses of radiation increase, so do the potential health risk and the public's concerns. Thus, all these exposures are regularly assessed in order to:

  • improve the understanding of global levels and temporal trends of public and worker exposure;
  • evaluate the components of exposure so as to provide a measure of their relative importance;
  • identify emerging issues that may warrant more attention and study. While doses to workers are mostly directly measured, doses to the public are usually assessed by indirect methods using the results of measurements of the activity concentration in or specific activity of waste, effluent and/or environmental samples.

To ensure that the data obtained from radioactivity monitoring programs support their intended use, it is essential that the stakeholders (for example nuclear site operators, regulatory and local authorities) agree on appropriate methods and procedures for obtaining representative samples and for handling, storing, preparing and measuring the test samples. An assessment of the overall measurement uncertainty also needs to be carried out systematically. As reliable, comparable and ‘fit for purpose’ data are an essential requirement for any public health decision based on radioactivity measurements, international standards of tested and validated radionuclide test methods are an important tool for the production of such measurement results. The application of standards serves also to guarantee comparability of the test results over time and between different testing laboratories. Laboratories apply them to demonstrate their technical competences and to complete proficiency tests successfully during interlaboratory comparisons, two prerequisites for obtaining national accreditation.

Today, over a hundred International Standards are available to testing laboratories for measuring the activity concentration or specific activity of radionuclides in different matrices.

Generic standards help testing laboratories to manage the measurement process by setting out the general requirements and methods to calibrate equipment and validate techniques. These standards underpin specific standards that describe the test methods to be performed by staff, for example, for different types of samples. The specific standards cover test methods for:

  • naturally-occurring radionuclides (including 40K, 3H, 14C and those originating from the thorium and uranium decay series, in particular 226Ra, 228Ra, 234U, 238U, 210Po and 210Pb) which can be found in materials from natural sources or can be released from technological processes involving naturally occurring radioactive materials (e.g. the mining and processing of mineral sands or phosphate fertilizer production and use);
  • human-made radionuclides, such as transuranium elements (americium, plutonium, neptunium, and curium), 3H, 14C, 90Sr and gamma-ray emitting radionuclides found in waste, liquid and gaseous effluent, in environmental matrices (water, air, soil and biota), in food and in animal feed as a result of authorized releases into the environment, fallout from the explosion in the atmosphere of nuclear devices and fallout from accidents, such as those that occurred in Chernobyl and Fukushima.

A reliable monitoring of activity concentration in the air is necessary to assess the potential human exposure, to verify compliance with radiation protection and environmental protection regulations or to provide guidance on reducing health risks. Accurate measurement of the activities of the radionuclides is also needed for homeland security and in connection with the Non-Proliferation Treaty (NPT).

NOTE The Non-Proliferation Treaty (NPT) is a landmark international treaty whose objective is to prevent the spread of nuclear weapons and weapons technology, to promote cooperation in the peaceful uses of nuclear energy and to further the goal of achieving nuclear disarmament and general and complete disarmament.

Many radionuclides are present in ambient air in gaseous form or bound to aerosol particles. They have a natural or artificial origin with half-lives ranging from less than a second (214Po) to 15,7 million years (129I). Examples of activity concentration values of these background levels are presented in Annex A.

If the potential source of release is known, the measurement programme of the environment provides data to compare the activity in the environment with the released radionuclides. In case of an emergency, these measuring programmes provide data to calculate the expected dose.

In all cases, a correction for radon and/or radon progeny interference is taken into account when analysing only the count results, statistics or types of particle, or when no specific information is available, e.g. from spectrometric measurements.

The specific techniques used in a sampling programme are based on the purpose(s) of the sampling. Even if airborne radionuclide concentrations are very low, sampling may be conducted routinely due to the potential for high exposures and doses if an incident or accident release should occur. Sampling in the environment can be used to determine the following parameters:

  • controls of the confinement of radioactive substances;
  • measurement of activity concentrations of airborne radioactive substance in the environment for assessment of dose calculations and the recommendation of measures;
  • environmental monitoring for preparedness for a nuclear/radiological emergency or making radio-ecological investigation

The continuous measurement of radionuclides in the atmosphere enables very fast provision of measurement data in case of an emergency. In the general measurement programme the detection of activity concentrations near to the limit of detection is demanded. The sampling/measuring-sites have to be distributed in such a way that the sum of the results allows an interpretation of the situation which is representative for the area due to the meteorological conditions.

Aims are:

  • monitoring of radionuclides in the atmosphere;
  • trend detection;
  • baseline determination;
  • dose assessment in case of air contamination caused by long-distance sources (e.g. Chernobyl, Algeciras, Fukushima, nuclear weapons, etc.);
  • data collection for radio-ecological application and research.