7. 放射線はどんなところで利用されているの？

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放射線
7. 放射線はどんなところで利用されているの？

放射線はガン等の病気の治療（放射線治療）や、病気を見つけるためのレントゲン写真・CTスキャンなどの医療分野で利用されています。また、自動車のゴムタイヤを硬くする、プラスチックの容器を熱に耐えられるようにする、テニスラケットのガットをボールがよく飛ぶように弾力を強くするなどの工業分野、その他農業分野でも広く利用されています。放射線の利用には被ばくによるリスクを考え、必ずメリットが上回るような配慮が必要となります。

原子力文化財団ホームページ：「原子力・エネルギー図面集」
https://www.ene100.jp/zumen/6-2-5

7-1 医療分野での放射線の利用

1.放射線診断

レントゲン撮影

放射線の透過性を利用して撮影されます。エックス線やガンマ線などの放射線の透過性は、透過する物質の密度に応じて減弱します。そのため、人体の中でも比較的密度の高い骨では放射線が減弱し、筋肉や臓器などは透過量が多くなります。この透過量の差を生かして体内の様子を撮影します。

原子力文化財団ホームページ：「原子力総合パンフレット2022」
https://www.jaero.or.jp/sogo/detail/cat-03-01.html
文部科学書ホームページ：「放射線等に関する副読本掲載データ、高等学校生徒用」
https://www.mext.go.jp/b_menu/shuppan/sonota/attach/1314239.htm

CTスキャン

レントゲン撮影では平面の撮影を行いますが、CTスキャンでは放射線を発生する部分と検出する部分を回転させ、放射線の透過度からコンピュータ計算によって体のスライス像を再構成します。さらに、このスライスを組み合わせることにより、立体的な画像を再構成します。これによって、体の内部構造を詳細に知ることができます。
右の写真の青い部分は、人工血管を表しています。立体的な画像を見ることにより、人工血管の様子を確認することができます。

2.放射線治療

放射線の細胞致死作用を利用したがんの治療です。手術や化学療法と比較して、体への負担が少なく、組織や臓器の機能や形態を温存できる特徴があります。外部からの照射や、放射線を出す物質が入ったカプセルを体内に入れる照射方法など、さまざまな治療法があります。

外部からの照射

かつての放射線治療では、がんに対して、一方向あるいは二方向からの照射を行っていました。近年では、コンピューター制御によって放射線源を動かしていろいろな方向から照射するとともに、遮へい材を自在に動かして強弱をつけることで、複雑ながん病巣の形に合わせて放射線を集中させ、正常組織へのダメージを最小化した治療（強度変調放射線治療）が行われています。

密封小線源放射線治療

放射線源を密封した小さなカプセルをがん組織に埋め込むなどして、ピンポイントで放射線を照射することで、がんを治療する方法です。

ホウ素中性子捕捉療法

中性子とホウ素の高い反応性を利用して、がん細胞に選択的に放射線作用を与えることができる治療法です。がん細胞が取り込みやすいように加工したホウ素化合物（ホウ素薬剤）を投与したうえで中性子（熱中性子）をあてると、核反応を起こして飛距離の非常に短い放射線（アルファ線とリチウム原子核）が発生します。この放射線がホウ素薬剤を取り込んだ細胞に大きな作用を与えます。

出典：大阪医科大学関西BNCT共同医療センターホームページより

3.医療器具の減菌

注射医療器具は、使用する前に細菌などの微生物を完全に死滅させる必要があます。滅菌の方法は幾つかありますが、煮沸滅菌では加熱により材質が劣化、薬品による滅菌処理では薬品の微量の残留汚染というリスクがあります。
放射線滅菌は、材質の劣化や汚染がほとんど無く、また、包装したまま滅菌できるという利点があります。

医療品の滅菌

原子力文化財団ホームページ：「原子力総合パンフレット2022」
https://www.jaero.or.jp/sogo/detail/cat-03-01.html
文部科学書ホームページ：「放射線等に関する副読本掲載データ、中学校生徒用」
https://www.mext.go.jp/b_menu/shuppan/sonota/attach/1314159.htm

7-2 農業分野での放射線の利用

発芽予防

ジャガイモに放射線を当てて、芽が出るのを防ぐことができます。芽の細胞以外に影響を与えることはなく、これによりジャガイモを長く保存することが可能になります。

ジャガイモのガンマ線照射

害虫駆除

沖縄県などでは、ゴーヤーやスイカに被害を与えていた害虫であるウリミバエを駆除するために放射線が利用されています。

品種改良

品種改良は、放射線を当てることによって意図的に突然変異を起こさせ、病気に強い新品種や寒冷地に適した品種（変種）を得たりする技術です。病気を防ぐ農薬の使用回数を減らすことができ、また、いろいろな色や形のキクやカーネーションなどが作られています。

放射線による品種改良でできた色とりどりのキク

科学技術振興財団ホームページ：「放射線教育支援サイト "らでぃ"」
https://www.radi-edu.jp/kids/print

7-3 自然・人文科学分野での放射線の利用

エックス（X）線の透過力を使って仏像などを壊さずに内部を調べるときに利用しています。
「放射性炭素年代測定法」では、炭素14の放射能の量を調べることで、遺跡から出土した土器などの年代を調べています。これは、土器などに含まれている炭素14の長い半減期（5730年）を利用して年代を測定する方法です。

文部科学書ホームページ：「放射線等に関する副読本掲載データ、中学校生徒用」
https://www.mext.go.jp/b_menu/shuppan/sonota/attach/1314159.htm

7-4 工業分野での放射線の利用

新しい材料

現代の工業製品には、化学繊維類や合成樹脂などの高分子化合物が天然・人工を問わず多く用いられています。高分子化合物（ゴムやプラスチックなど）の成型加工において、放射線を当てると分子間の結合がより強固になり、力学的特性や耐熱性を向上させることができます。例えば、強度を高めた自動車のタイヤなどが開発されています。

厚さ計

物質に放射線を照射した時の透過作用を利用した厚さ計が用いられています。これは、食品包装用のラッピングフィルムや紙、アルミはくなど厚さを均一に保たなければならないような工業製品の工程管理において、厚さを正確に測定するために利用されています。

非破壊検査

材料内部の欠陥や表面の微小な傷などを、物品（材料、機器、建造物など）を分解しないで調べる検査方法を非破壊検査といいます。機器や構造物あるいは金属の溶接部分、また、金銅仏や重要な美術工芸品などの細かい傷やひび割れその他内部の欠陥状況を知るため、エックス（X）線やガンマ（γ）線を使って検査することが広く行われています（病院のエックス線撮影と同じ原理）。その他、空港での手荷物検査でも使われています。

文部科学書ホームページ：「放射線等に関する副読本掲載データ、中学校生徒用、高等学校生徒用」
https://www.mext.go.jp/b_menu/shuppan/sonota/attach/1314159.htm
https://www.mext.go.jp/b_menu/shuppan/sonota/attach/1314239.htm
神鋼検査サービス（株）ホームページ：「非破壊検査　放射線透過試験（RT）」
https://www.sisco.kobelco.com/act/nondestructiveness/rt.html

7-5 先端技術分野での放射線の利用

粒子線治療

放射線治療では、メスを使わず、臓器の機能や身体の形を保ったまま治療を行うことができます。特に重粒子線治療では、がんの位置や大きさ、形状に合わせ、がん病巣に重粒子線を集中的に当てて、がん細胞を消滅させます。正常な臓器への影響をより少なくすることができる最先端治療として注目されています。

重粒子線がん治療照射室

大強度陽子加速器施設（J-PARC）

茨城県にある大強度陽子加速器施設J-PARCは、陽子を利用した加速器施設で、加速された陽子を原子核に衝突させて発生した中性子やミュー粒子（ミューオン）、ニュートリノなどの粒子を使って、素粒子物理や物質科学などの最先端の研究を行う施設です。

J-PARC

大型放射光施設SPring-8

兵庫県にある大型放射光施設SPring-8は、「放射光」と呼ばれる強力な電磁波を発生させて利用することにより、物質構造や化学反応の時間的変化などを原子・分子という超微細なレベルで調べることができる研究施設です。ナノテクノロジーをはじめとした材料科学、さらには生命科学や医学などといった幅広い研究分野に利用されています。

SPring-8

8. 付録