What is tritium that could be released from Fukushima? 福島から放出されようとしているトリチウムとは？

トリチウム(水素の同位体で放射性元素。原発を稼働させると放出される。半減期は12.3年)について、２００９年ころに書いたメモが残っていましたので掲載します。
I wrote the following note about tritium (radioactive hydrogen with a half-life of 12.3 years) in 2009.

日本政府が現在、トリチウムの海洋放出を考えている現在、非常に大事な問題と考えます。

Since the government of Japan has been considering the release of tritium water into the Pacific Ocean, I believe this is one of the gravest environment issues which needs urgent attention.

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トリチウムとは

What is tritium? 

さて、トリチウムとはいったいなんだろう。トリチウムとは放射化した水素のことで、３重水素とも呼ばれ、弱いベータ線を発生し、半減期は１２．３年である。環境中には多くの場合、トリチウム水（HTO）として存在し、飲料水や食物から体内へ取り込まれると、ほとんどが血管に入り、24時間以内に体液中にほぼ均等に分布する。皮膚からも吸収されるので、サーファーの団体が危惧するのも納得である。トリチウムのベータ線は紙切れ一枚で防げるものであるが、逆に体内に取り込まれてしまった場合は、人体は被曝により多くさらされることになる。

What is tritium? Tritium is radioactive hydrogen, which generates beta rays with a half-life of 12.3 years. In the environment, it often exists as tritium water (HTO), and when taken into the body from drinking water or food, most HTO enters the blood vessels being distributed evenly in almost the entire body within 24 hours. Since it can be also absorbed from the skin, it is understandable that surfers’ groups in Tohoku areas are very concerned. Tritium beta rays can be blocked by a piece of paper, but that means, if HTO is taken into one’s body, the body will keep being exposed by internal radiation.

人の身体は60%は水分であるから、もちろんトリチウムは体内に水の形で滞留するが、その生物学的半減期は10日である。しかも、最近問題になっているのは、水素と同じ性質を持つトリチウムが、生物体内で蛋白質、糖、脂肪などの有機物と結合した、有機結合型トリチウム（OBT：Organically Bound Tritium）である。その場合、人体に滞留する日数はトリチウム水の3倍以上で約30日～45日滞留するとされる。よって体内摂取し、OBTとなると、その分長く被曝の影響を受け、トリチウムの危険性はいっそう増すことになる。

Since 60% of human body is water, of course, tritium stays in the body in the form of water, and its biological half-life is 10 days. However, what has recently become regarded as an issue is organically bound tritium (OBT) with the same properties as hydrogen bound to organic substances such as proteins, sugars, and fats in living organisms. In case of OBT, the biological half-life is more than three times that of HTO, which is about 30 to 45 days. Therefore, when HTO is incorporated into the body and becomes OBT, the risk of tritium increases even more due to the longer exposure time.

トリチウムは実は80年代ごろから徐々に危険性が指摘されてきた物質である。1981年、科技庁法医研セミナーで、茨城大の秋田康一氏が、「ヒトの場合、許容濃度のトリチウム化したチミジンで白血球の10個に1個が染色体切断される。」という研究発表を行なった。つまり、許容濃度であったとしても、一割の細胞の染色体が切断されるのである。秋田氏はICRP勧告の水中許容濃度（全身）0.05μCi/mlについて、再検討の必要を述べたが、現在も無視されたままだと言う。

As a matter of fact, tritium is a substance regarded as toxic since the 1980s. In 1981, at the Japanese Science and Technology Agency Forensic Medical Seminar, Mr. Koichi Akita from Ibaraki University made a research presentation saying, “In case of human-beings, one in 10 leukocytes breaks at an allowable concentration of tritiated thymidine. “ This means, even if the tritium concentration is at the allowable level, as high as10% of the cells' chromosomes breaks. Mr. Akita stated that the ICRP recommended that the permissible concentration (whole body) level of l0.05μCi / ml should be reviewed, but his recommendation has been ignored.

ちなみにトリチウムの許容濃度は、基準が甘く作られており、コバルトの400倍となっている。トリチウムのベータ線のエネルギーが弱くて400倍も安全だといっているが、そうとはいえない。放射線は弱いエネルギーであるほうが、逆に細胞の突然変異や癌化を促進することがあるのである。これはこの基準にしないと核融合関連労働者が働けなくなってしまうという政治的意図も関与していたと思われる。

The allowable concentration of tritium is made with a low standard, which is 400 times lower than that of cobalt. Tritium's beta energy is said to be weak and 400 times safer, but that is not true. When radiation has weaker energy, it may promote cell mutation and cancer. The lax standard of tritium seems to have relation with the political intention with which H-bomb or nuclear fission development workers would not be able to work with a strict standard.

トリチウムによる被害

Damage caused by tritium

ちなみにカナダ・オンタリオ州トロント近くのピッカリング原発はトリチウムを大量放出する重水炉型原発であり、年間2500TBｑ（セラフィールド再処理工場と同程度）のトリチウムを放出している。そこから放出されたトリチウム放出量と新生児死亡率が高い相関関係を示している。（図表を入れる）

Pickering nuclear power plant in Ontario, Canada has heavy water reactors that emit a large amount of tritium with annual release of 2500 TBq (similar to the one in Sellafield reprocessing plant). There is a high correlation between the amount of tritium released and the neonatal mortality rate. (Chart to be inserted) 

周辺の都市では80%増ものダウン症候群の赤ん坊の出産がある。また中枢神経系統に異状のある赤ん坊の出産も明らかにされています。（カナダ原子力委員会報告）

The surrounding cities have 85% increased birth rate of down syndromes. Increased birth rates with abnormalities in the central nervous system has also been revealed. (Canada Atomic Energy Commission Report)

  イギリス／セラフィールド再処理工場で原子力量労働者が受けた外部被曝線量と、その子供たちの小児白血病との関連を見出した。小児白血病は増加しており、被曝をもたらす可能性の核種としてトリチウムとプルトニウムがあげられた。（ガードナー報告）

Correlation between external radiation dose of nuclear workers at the UK / Sellafield reprocessing plant and their children's leukemia rate was also found. In the surrounding area of the Sellafield, childhood leukemia was on the rise, and tritium and plutonium were cited as potential nuclides that could cause exposure. (Gardner Report)

  インド／ラジャスタン重水炉の風下や下流の村落で、赤ん坊たちの間で先天性の奇形が高レベルで生じています。（イギリス４チャンネルテレビ）

Congenital malformations are occurring at high levels among babies in the downwind and downstream with villages with Rajasthan heavy water reactors in India. (UK 4-channel TV)

  アメリカ／ハンフォード軍事施設周辺で神経系統異常出産（無脳症など）が増加している。（父親がハンフォード軍事施設で働いている息子であるSever報告）

Birth rates with abnormal nervous system (such as anencephalopathy) are on the increase in the US surrounding the Hanford military facility. (Sever Report written by a son of a worker at Hanford Military Facility)

  アメリカ／サウスカロライナ州サバンナリバー工場周辺では大人の白血病が増加している。また同州バーンウエル地区の周生期（出世期～早期新生児期）の死亡率が高いことも非公式に伝えられている。（アメリカガン研究所NCI報告）

  Adult leukemia has been increasing around the Savannah River plant in the US South Carolina. It is also informally reported that the death rate in the perinatal period (from birth to early neonatal period) is high in the Barnwell area of ​​the US. (National Cancer Institute NCI report)

ヒトの末梢血液をin vitro（生体外）で照射してＴリンパの急性障害をしらべた結果、トリチウムの細胞致死効果はγ線より高く、また放射線感受性はいずれの血液細胞もマウスよりヒトの方が高いことが明らかにされている。

As a result of examining human peripheral blood in vitro (in vitro) for its acute damage on T-lymph cell, it has been found that tritium has a higher cell lethal effect than γ-rays, and its radio sensitivity is higher in humans than in mice.

　トリチウム被ばくの場合、幹細胞レベルでは変化があっても通常の血液像の変化は小さい。したがって急性障害のモニタリングには幹細胞チェックが重要である。

In the case of tritium exposure, changes in the normal blood image are small even if there are obvious changes at the stem cell level. Therefore, stem cell check is important for monitoring acute effect.

　トリチウム水を一時に多量摂取することは現実的にはあり得ないが、低濃度のトリチウム水による長期間被ばくの場合を考えねばならない。

It is not likely for people to take a large amount of tritium water at a time, but cases of long-term exposure to low-concentration tritium water must be considered.

　実際に、トリチウムをヒトが長期間摂取した被ばく事故例が1960年代にヨーロッパで起きている。トリチウムは夜光剤として夜光時計の文字盤に使用されているが、これを製造する二つの施設で事故が発生している。一つは、トリチウムを7.4年にわたって被ばくした例で280テラベクレル（TBq）のトリチウムと接触し、相当量のトリチウムを体内に取り込んだ事例である。尿中のトリチウム量から被ばく線量は３～６Svと推定されている。症状としては全身倦怠、悪心、その後白血球減少、血小板減少が起こり、汎血球減少症が原因で死亡している（ 表３ ）。

As a matter of fact, there were accidents in Europe in the 1960s when people ingested tritium for a long duration of time. Tritium was used as a luminous agent on the dial of luminescent clocks, and these accidents have occurred at the two facilities manufacturing the clocks. One is a case where the person was exposed to tritium for 7.4 years, and the person was contacted with 280 terabecquerel (TBq) tritium, and a considerable amount of tritium was taken into the body. From the amount of tritium in urine, the exposure dose is estimated to be 3-6Sv. Symptoms included general malaise, nausea, then developed to leucopenia and thrombocytopenia, finally leading to the death due to pancytopenia (Table 3).

　もう一つの例も似たような症状の経過をたどり汎血球減少症が原因で死亡している。臓器中のトリチウム量が体液中よりも６～12倍も高く、体内でトリチウムが有機結合型として存在しているものと推定されている。

Another accident example followed a similar series of symptoms and the person died due to pancytopenia. The amount of tritium in the organ was 6 to 12 times higher than that in body fluid, which suggested that the victim’s tritium existed in the body as OBT (organic bound tritium).

　発電所および核燃料再処理施設の稼働によりトリチウムも放出されるが、ブルックヘブン・トリチウム毒性プログラムは低濃度トリチウム水に長期間被ばくする場合の健康影響について示唆を与えてくれる（ 表４ ）。

Tritium is also released by the operation of nuclear power plants and nuclear fuel reprocessing facilities, and the Brookhaven Tritium Toxicity Program provides suggestions for the health effects of prolonged exposure to low-concentration tritium water (Table 4).

国際放射線防護委員会（ICRP）が提示しているトリチウムの化学形別の線量係数（Sv/Bq）、すなわち単位摂取放射能当たりの実効線量では、吸入および経口摂取のいずれの場合もトリチウム水（HTO）の線量係数は、トリチウムガス（HT）の10000倍となっている。

The tritium chemical dose coefficient (Sv / Bq) by the International Commission on Radiological Protection (ICRP), shows that the dose coefficient of HTO is 10,000 times that of tritium gas (HT) effective dose per unit ingested radioactivity for both inhalation and oral ingestion.

植物等の組織と結合した有機結合型トリチウム（OBT）の線量係数はトリチウム水（HTO）のさらに約2.3倍である。環境中でトリチウム移行に関与するさまざまなプロセスには、拡散、沈着、再放出、HTのHTOへの変換、HTOの有機形トリチウム（OBT）への変換などがある。

The dose coefficient of organically bound tritium (OBT) combined with tissues such as plants is about 2.3 times that of tritium water (HTO). Various processes involved in tritium migration in the environment include diffusion, deposition, rerelease, conversion of HT to HTO, and conversion of HTO to organic tritium (OBT).