スクリーニング法の３つの要求

スクリーニング法では、100 Bq/kg 以上の食品が流通してしまう確率を1%以下にできる測定方法が求められます。

スクリーニング法の要求仕様に従い、測定器メーカーは、測定器の性能を利用者に示すことが求められます。 また利用者も、この方法に基づいた測定方法や、食材の管理方法を学ぶことが要求されます。 スクリーニング法は、流通や生産の現場で、厳密な検査を求められる立場の人が学ぶ測定方法です。

もちろん、個人で、食品用測定器を使ってみようという場合でも、スクリーニング法を学ぶことは、とても勉強になります。

スクリーニング法による検査

こちらの図は、理想の検査性能です。

100 Bq/kg を超えていれば、検査不合格。以下であれば、検査に合格です。 合格すれば、流通させることもできますし、食卓に並べることができます。この場合、間違いがなく確実に判定できるわけですから、理想の検査体制です。

この場合の判定値は、100 Bq/kg といいます。合格か不合格かを見分ける判定値を「スクリーニングレベル」と呼びます。

ですが放射線は、ある時間はたくさん放出され、ある時間は少なく放出されるという「ばらつき」のある性質をもっています。そのため、現実の放射線測定では、このような検査体制は、実現できません。

実際の検査体制

現実の食品検査では、図のような性能なります。

• 横軸は、食品に含まれる放射能(Bq/kg)
• 縦軸は、検査に「合格」と判定される確率(％)

赤い点線は、110 Bq/kg の食品を検査した時の線です。基準値以上の食品ですから、本来は、すべて不合格になるべきですが、10％の合格品が出ている状況です。これは大きな問題です。

青の点線は、90 Bq/kg の食品を検査した時の線です。基準値以下ですが、合格率は、90％です。本来は100％合格になるべきですが、実際の検査体制では、10％ほど不合格と判定されてしまうわけです。

不合格となった商品は、この後、精密検査に回されます。再検査では、より精度の高い検査が行われますので、次はきっと合格となるでしょう。こちらは問題としては、小さいわけです。

実際の検査体制では、100 Bq/kg より上か下かで判定を行った場合には、放射線測定のばらつきや、測定器の誤差など、いろいろな要因に起因して、このような不完全な検査体制になります。

検査の誤りは１％以下

厚生労働省が示すスクリーニング法では、100 Bq/kg を上回る食品を流通させないことを第一の目的としています。 そこでスクリーニング法では、100 Bq/kg を超える食材の誤判定の確率を１％以下にすることが求められています。

図では、測定器の性能を考慮して、80 Bq/kg より上か下かで判定しています。80 Bq/kg より下であれば、安全な食品であると判定します。

一方、80 Bq/kg 以上の場合、不合格品とするわけです。基準値よりも判定値を下にすることで、余裕を持たせることで、誤判定を１％に抑えるわけです。

この場合、80 Bq/kg が判定値（スクリーニングレベル）と呼ばれます。

この方法では、90 Bq/kg ぐらいの食品は、いったんは、不合格になってしまいます。ですが、80 Bq/kg 以下と判定された食品は、基準値以下であるということが高い精度で確定することができます。

再検査が増えることは欠点ですが、安全な食品を高い確率で見つけ出すことができるわけですから、すぐに出荷、流通させることを考えれば、十分に有効な方法といえるわけです。

要求される性能

左の図は、極端に性能の劣る検査性能です。

このような検出器の場合、どれだけスクリーニングレベルを下げても、100 Bq/kg を上回る食品が検査をすり抜けてしまいます。こういった測定器は、スクリーニング法には使うことができません。

スクリーニング法では、簡易的な検査方法ではありません。スクリーニング法は、食品に含まれる放射線量の絶対値を正確に測定するわけではありませんが、誤差や測定器の性能を含めて、基準値100 Bq/kg よりも低いことを、高い精度で「判定」する手法です。

判定ができれば、必ずしもセシウムの放射能(Bq/kg)が、正確には分からなくてもよい、という考え方は、科学の実験であれば、問題になります。ですが基準値以下か？、安全な食品か？、という点で検査できればよいので、実用上は問題ない方法であるといえるでしょう。

測定下限値 25 Bq/kg の要求

食品のための新基準値には、100 Bq/kg 、そして50, 10 Bq/kg など様々な基準値がありますが、スクリーニング法が対象としているのは、今のところ、100 Bq/kg の一般食品だけです。

10 Bq/kg（飲料水） , 50 Bq/kg（乳幼児食） をスクリーニングする方法は、示されておらず、これらはスクリーニング法の対象の範囲ではありません。

スクリーニング法では、測定器の測定下限値 25 Bq/kg が要求されています。測定下限値とは、測定器が測定できる最小レベルの放射線量のことです。検出下限値とは、異なります。

測定下限値の決め方に、共通のルールがなかったため、スクリーニング法では、具体的に検出下限値の算出方法が定めて、測定下限値 25 Bq/kg を実現することを測定器に要求しています。

具体的には、鉛容器などで遮蔽をしっかりして、測定時間を長くすると、測定下限値は、どんどん低くすることができます。 測定下限値の要求は、遮蔽をしっかりして、最低でも 25 Bq/kg まで測定できるだけの測定時間を かけて測定してください、という意味にもなっています。

これから実際に、測定下限値の求め方を見ていきます。計算式も出てきますので、ちょっとした数学が必要になりますが、がんばってついてきてください。

測定下限値のチェック方法

スクリーニング法は、25 Bq/kg の測定下限値を確認する方法として、こちらの計算式を提示しています。
この式が成り立てば、測定器が 25 Bq/kg の測定下限値があることが確認できるというわけです。

(式1)

25 Bq/kg での計数率(カウント率, CPS 値)

測定器が設置されている環境での背景放射線の計数率(カウント率, CPS 値)

25 Bq/kg での計数値(カウント値)

測定器が設置されている環境での背景放射線の計数値(カウント値)

25 Bq/kg での計数を測定した時間(秒)

測定器が設置されている環境での背景放射線の計数値を測定した時間(秒)

式(1)だけをいきなり見ても、何のことやら、分からないですね。
式を理解していただくために、ちょっと遠回りして、放射線のことを勉強していきます。

放射線の分布

放射能は、ばらつきを持っているとご紹介しましたが、まったくのばらばらに出てくるわけではありません。放射能は、ポアソン分布に従うことが知られています。

実際の放射線源を使って、検出された放射線の個数（計数値）と確率をグラフにしてみました。この分布をみると、一定時間で何個の放射線が出てくることが多いか、分かります。

山が一番、高くなったが、確率の高いところですから、一定時間で、30個ぐらいの放射線が出てくることが分かります。また最大は、50個ですが、確率としては、とても少ないことが分かります。

このように放射線の強さ（＝個数）には、一定の法則（分布）に従った「ばらつき」があるわけです。放射線の強さが測るたびに、違うということも理解できるかと思います。

機器換算係数

先に進む前に、ちょっと前置きですが、Bq と cps 値の変換係数について、学んでおきます。

機器換算係数と呼ばれる値は、計数率値(cps)を、ベクレル(Bq)値に変換する係数です。 機器換算係数は、メーカーや販売店から提供される値です。

(式15)

測定下限値を確認してみる

実際に測定下限値が確保できているか確認して見ましょう。 測定値をいれてみて、この不等号が成り立てばいいわけですから、そう難しくはありません。

(式17)

計算を行うには、25 Bq/kg の試料を測定して計数率()を実験で求めることもできます。

ですが、この式を満たすには、背景放射線量が十分低いかどうかを調べる方が重要なので、25 Bq/kg の計数率()は、機器換算係数 K から求めてみます。

もちろん、実際に を測定しても、K から計算した値と、大きくずれない必要があります。 1kg 、25 Bq/kg の試料があると仮定すると、式(15)を使うことで、

(式18)

という式が成り立ちますので、条件1の表、式(16)から = 5 を使うと、

(式19)

これで、式(17)を確かめるすべての数値が揃いました。

スクリーニングレベルの確認

スクリーニングレベル（判定値）は、99％の確率で、判定誤りを防げるレベルと定義されています。

これを実際に確認する方法をご紹介しますが、スクリーニングレベルの確認は、 基本的には、測定器メーカーが確認することになっています。もちろん、セシウム134, 137 だけが含まれた精度の高い 50 Bq/kg～100 Bq/kg 未満の放射線源があれば、自分で確認することもできます。このタイプの放射線源は、日本アイソトープ協会等で製作していますが、個人には販売していないようです。

また数学に少し戻りますが、標準偏差の仕組みのおさらいですが、図を見てください。 これはある分布を示していますが、平均値は、μです。分布の中心ですね。 標準偏差σです。分布の中心から±σ離れたところまでには、分布の面積のうち、34.1 x 2 = 68.2％の面積が含まれています。 また同様に、±2σには、(34.1+13.6)x2 = 95.4％です。±3σなら、(34.1+13.6+2.1)x2=99.6％の面積になります。

標準偏差が分かれば、分布の広がりが分かります。σ、2σ、3σという領域を考えることで、分布の面積もおおよそ想像がつくようになっています。標準偏差は、知ってみると、便利な仕組みですね。

実際に確認してみます

実際に、セシウム134, 137 のみが含まれた精度の高い標準体積線源（放射線源）がある場合には、スクリーニングレベルが実際に機能しているか、確認することができます。他の核種が含まれているような線源、食材、建材などを代用する場合には、正確には確認できません。

50 Bq/kg を下回るような線源は、スクリーニングレベルの確認には利用できません。これはスクリーニングレベルは、50 Bq/kg 以上と定義されているためです。

標準体積線源は、右のようなものです。 アルミナの粉末に、放射性セシウム(Cs134, Cs137)が均一に混ざったものです。マリネリ容器いっぱいに封印してあります。

精度のよい標準体積線源（放射線源）は、日本アイソトープ協会で買うことができます。 法人しか購入できませんが、Cs134+Cs137の混合で、60 Bq/kg です。

実際の運用上の注意点

スクリーニング法では、以下の項目を管理することが要求されます。これは、利用者自身が行う必要があります。

1. テスト用の線源を使って、毎日、エネルギー校正を実施。
2. テスト用の線源を使って、計測値に変化がないことを確認。
3. 検出器をきれいに保つ。
4. 測定環境、温度、周りのものを、なるべく変化させない。
5. 測定試料（食品）の取扱い基準
6. 流通や生産に関わり、食品検査を行う場合には、測定器メーカーによる校正は、毎年１回すること。

エネルギー校正

食品用の放射線測定器（ベクレルモニター）は、室内の温度が変わると、性能が変化します。これはシンチレーション検出器が温度によって、性能が変化するためです。

放射線がもつエネルギーは、セシウム137であれば、662 keVと決まっています。 食品用の放射線測定器は、このエネルギーの放射線を監視するわけですが、室内の温度が極端に高くなったり、低くなったりすると、662 keV を監視していたはずが、実は、630 keV ぐらいのずれたところを監視していた、、、という形で、影響がでる場合があります。 そこで測定器の調整を行い、662 keV ぴったりで正確に監視できるように、毎日調整をしよう、というのがエネルギー校正になります。

食品用の放射線測定器 PM1406 の場合には、周りの温度変化を監視する回路が入っており、周りの温度に応じて、自動でエネルギー校正を行うようになっています。そのため、手動でのエネルギー校正は、必要ありません。

鉛容器、検出器、マリネリ容器の汚染

食品を測定する測定器は、汚れやすいものです。

検出器や、鉛容器は、ビニールで覆うことで、清潔に保つことができます。 食材を入れる容器には、ラップをかけると便利です。食材をビニールで包むこともできますが、しっかりと充填できない可能性もあるので、食品を詰めるマリネリ容器には直接、食材をいれ、測定ごとに洗って乾燥させてから使うようにしてください。

産地の違うトマトを5種類測定する場合などは、食材の取り違えを防止することも重要なことです。

線源を使って毎日のチェック

放射線源が手元にある場合には、計数率を毎日測定することで、測定器に変化がないか、調べることができます。放射線源は、セシウム137、カリウム40、トリウムなど、安定して長期間放射線を出すものが望ましいです。

今日は、30分で 0.300カウント。昨日は、0.310カウント。その前は、0.290カウントだったという形で、記録を付けてください。カウント表示がない場合には、Bq/kg の表示でも大丈夫です。

毎日記録を付けることで、測定器の性能が維持されているか、監視することができます。

毎年1回の校正

スクリーニング法に準拠して、生産者・流通業者が、食品の検査をする場合には、毎年1回のメーカーによる校正が必要なります。

校正とは、表示される測定結果と、実際に食品に含まれている放射能が同じになるように、機器を調整することです。車で言えば車検のようなものです。

校正では、校正証明書が添付されていることを確認してください。

測定器の設置場所

測定器の設置場所を変えた場合には、背景放射線量が変化します。

周りの家具や、机の配置を変えた場合でも変化が生じる場合があります。設置場所を変更した場合などは、背景放射線量の再測定を行ってください。 その他、部屋の温度、コンセントからの電源供給などでも、影響がある場合があります。

背景放射線量チェック機能や、放射線源による計数値など日々の測定結果の記録をとり、問題があれば、すぐに分かるようにしておくことが重要となります。