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放射性セシウムの海洋汚染が人体に及ぼす影響を数理モデルで試算してみた

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福島原発から、放射性のセシウムが海水に漏れ出しています。その濃度は、基準値の350倍にも達しているようです。このまま放射性物質の漏洩が続くと、魚が汚染されて、それを食べた人間が被曝する危険性があります。汚染された魚を食べ続けると、どの程度の被曝を受けるのかを、単純なモデルで、乱暴に計算してみました。

データ・モデル

パラメータの値や、計算内容は、このワークシートを参照して下さい。

魚のセシウム137の生物学的半減期 50[日](ソース
1日経過後のセシウムの残留率:0.5^(1/50)=0.986
毎日、1.4%ぐらいのセシウムが、体の外に出て行く。

生物濃縮係数  50(環境の50倍まで濃縮される)(ソース
体に取り込む量は、海水のセシウム濃度X  [Bq/L]に比例すると仮定し、その係数をdとする。魚の体内のセシウムの濃度が、環境濃度Xの50倍になったときに、摂取量と排出量が釣り合うことになる。よって、次式から、dを求めることができる。

体内に取り込む量=排出する量
d*X=(1-0.986)*50*X
d=(1-0.986)*50=0.688

n日目の魚の汚染F(n) [Bq/L]は、次の式で表現できる。

F(n+1)=F(n)*0.986+d*X(n)
F(0)=0

日本人は、平均すると1日にちに82.3gの水産物を食べる(ソース)ので、魚を食べることによる人間の被曝量 H(n) [Bq]は次式になる。

H(n)=0.0823*F(n)

Cs137の内部被曝[Bq]をすっかりおなじみのシーベルトに換算することができるようだ。Bq/SVの変換係数は1.3*10^-8(ソース)なので、1日の被曝量をSVに換算すると次のようになる。(注意:内部被曝と外部被曝は、単純に変換できないという意見もあるようです)

dSV(n)=1.3*10^-8*H(n)

シミュレーション

汚染シナリオ:最初の1年は1000Bq/Lの環境。1年過ぎたら、水が綺麗になる。

魚の汚染

魚の汚染は最初は早いが、汚染が進むにつれて、増加が鈍り、環境の50倍程度の濃度に収束する。汚染が収まった後は、50日に半分の割合で減少していく。

人間の被曝量

5万Bq/kgの魚が、市場にでる可能性はまず無いと思うけれど、汚染された海域の魚を何も考えずに食べ続けるた場合の被曝量を試算してみた。一年半後にはほぼ頭打ちになり、だいたい20mSV程度の被曝になる。もちろん、汚染の濃度や期間が変われば、この数値は大きく変わってくるので、あくまで参考ですよ。「このパラメータやシナリオでは甘い」という人は、エクセル形式でダウンロードして、いろいろいじってみて下さい。

ちなみに、国の基準値の500Bq/kgの魚を、平均的な日本人の摂取量だけ食べつづけると、0.2mSV/yearの被曝になります。

被曝量の安全性は、こういった情報を参考にして、判断してください。
http://www.bbc.co.uk/news/health-12722435

パラメータやモデルに間違いがありましたら、コメント等で指摘していただけると助かります。

4/3追記

誤解無きように書いておきますと、このモデルは、将来の影響を予言するのが目的ではありません。今後の海の汚染がどの程度まで進むかは、現状では全くわかりません。

計算の結果としてでてくる値よりも、むしろ、定性的な挙動に着目してください。海水の汚染が終わってから、何年も魚の汚染が高止まりすることはありません。一度汚染された海域の魚は、半永久的に食べられないという訳ではないのです。一方で、「セシウムは魚に蓄積されないので、汚染にさらされても問題が無い」というのも誤りであることがわかります。ひとたびレベルが上がれば、数ヶ月は影響が残ります。汚染が収まって半年経ってから、魚を食べ始めれば、水産物経由の被曝はかなりの部分防げます。そういうことを感覚的にイメージする道具として、使ってもらえると、ありがたいです。

Comments:3

M_Mayumi 11-04-07 (木) 16:09

一般向けの放射能まとめサイトを作成している、物理化学専攻出身の者です。
食べ物の話になるとほぼ素人なので、大変勉強になります。
理解に努めます。ありがとうございます。

とおりがかり 11-04-08 (金) 16:43

福島第一原発から海に漏れた放射能
について、米海軍から情報公開圧力
がかかったようだ。 自国の国民が
「腐った魚を食わせるな」怒っても、
しかとで公開するつもりなど、最初
からさらさら無かっただろうから、
外圧がかかって我々も助かったね。
残念だが、アメリカ様々だ。

THANKS!! 11-04-16 (土) 10:01

子供がアレルギーで肉類が食べられず、
魚か豆でたんぱく質を摂取している状態なので
切実です。

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放射性物質は魚に蓄積する?しない?

「放射性セシウムは魚の体内で蓄積しない」

といううわさがあるらしいです。

ちょっと調べてみたら、水産庁のウェブサイトにそんな風な記述があって、
そこから広まったみたい…

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