生体の光に対する性質
水の透過特性
@ | 水は電磁波領域(X線領域〜ミリ波帯まで)を良く吸収する |
A | 但し、波長400〜1400nmまでの領域は光を良く透過する |
瞳孔を通った光
@ | 可視光・近赤外光 : 網膜まで透過 |
A | 紫外線・遠赤外光 : 角膜でほとんど吸収され、網膜まで透過しない |
皮膚に当たった光
≪反射≫
可視光・近赤外光 : 大きい
紫外線・遠赤外光 : 小さい
≪吸収≫
可視光・近赤外光 : 吸収され難い
Hb(500nm付近)、ヘム蛋白(550nm付近)、メラニン(500nm付近)、ビリルビン等の色素により吸収
紫外線・遠赤外光 : 表面で吸収
紫外線は生体高分子物質により吸収
遠赤外線は水に良く吸収される
≪透過≫
可視光・近赤外光 : 透過しやすい
紫外線・遠赤外光 : 透過しにくい
太陽光の生体影響
≪太陽光からの紫外線≫
UVA、UVB、UVCの3種類に分けられ、地表に届く多くの紫外線がUVAである。
≪波長≫
UVA>UVB>UVC
UVAは、波長が長いため地表に届きやすい。
≪皮膚内への透過性≫
≪生体作用≫
UVA | : | 日焼け(火傷・色素沈着)。色素沈着は直ちに起こる |
UVB | : | 日焼け(火傷・色素沈着)の主因。色素沈着は遅れて起こる。皮膚癌発生率高い |
UVC | : | オゾン層で多くが吸収される |
※ 皮膚や眼は光線による影響を受けやすい
生体の放射線に対する性質
電離放射線の種類
≪電磁放射線≫
X線、γ線
≪粒子放射線≫
中性子線、陽子線(α線)、電子線(β線)、陽電子線(ポジトロン)、中間子線
崩壊
崩壊 | 放射線 | 電荷 | 電離能 | 物質透過力 |
α 崩壊 | α 線 | 原子番号2減少、質量数4減少 | 大 (直接) | 小 |
陰電子崩壊 | β 線 | 原子番号1増加、質量数不変 | 中 (直接) | 中 |
陽電子崩壊 | 原子番号1減少、質量数不変 |
電子捕獲崩壊 | ― | 原子番号1減少、質量数不変 |
核異性体転移 | γ 線 | 0 | 小 (間接) | 大 |
生体組織の放射線吸収及び透過性
X線の場合、原子番号と組織の密度、その厚さに比例して指数関数的に減弱する。
つまり、原子番号、組織密度、その厚さが大きいほど吸収が大きく、逆に透過性は低下する。
放射線の生体作用
≪自然環境化での放射線量≫
0.1R (1年間)
8R (生涯)
≪半数致死線量≫
400〜500rem
≪影響著しい部位≫
@ | 新生能力が大きいもの |
A | 分裂過程が長いもの |
B | 分化の程度の低いもの |
※ 生殖器・骨髄・皮膚・消化管の組織は、影響を受けやすい部位である。
放射線関連単位
≪放射能の強さ≫
放射能とは不安定な核種(放射性同位元素;RI)が放射線を放出して別の核種に変化する性質をいい、放射能の強さとは、そのRIが単位時間当たりに崩壊(壊変)する原子数をいう。
単位 : Bq(ベクレル)、Ci(キューリー)
≪照射線量≫
光子(X線、γ線)が空気1kgを電離させるだけの線量。
単位 : C(クーロン)/kg、R(レントゲン)
≪吸収線量≫
ある物質(生体組織など)が放射線の照射を受けた結果、その物質が1kgあたりに吸収されるエネルギー
単位 : Gy(グレイ)、rad(ラド)、J(ジュール)/kg
≪線量当量≫
同じ放射線線量を受けても放射線の種類(α線、β線、γ線など)によって生体組織に及ぼす影響が異なるため、その放射線の種類よる生物学的効果を評価したもの。又、それを比較する指標として生物的効果比(RBE)が用いられる。
単位 : SV(シーベルト)、Rem(レム)
≪RBE(生物学的効果比)≫
放射線の種類の違いによる生物学的作用を比較するための尺度
α 線 | : | 15〜20 |
中性子線 | : | 2.8〜10.5 |
γ 線、X 線、β 線 | : | 1 |
電磁波の分類
名称 | 波長 | 主な用途 |
電 波 | 超長波 (VLF) | 10km〜100km | 無線航行 |
長波 (LF) | 1km〜10km | 船舶、航空通信 |
中波 (MF) | 100m〜1km | AM放送 |
短波 (HF) | 10m〜100m | HF放送 |
超短波 (VHF) | 1m〜10m | MRI、FM放送、テレビ |
極超短波 (UHF) | 100mm〜1m | 医療用テレメータ、移動通信、電子レンジ |
マイクロ波 | 10mm〜100mm | レーダー、衛星通信 |
赤外線 | 770nm〜1000μm | レーザ手術装置、光治療機器 |
可視光線 | 380nm〜770nm | 光治療機器、光学顕微鏡 |
紫外線 | 10nm〜380nm | 光治療機器、殺菌灯 |
X線 | 0.01nm〜10nm | X線写真、X線CT、材料検査 |
γ(ガンマ)線 | 0.01nm以下 | γカメラ、材料検査 |
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