トリチウム汚染水の海洋放出をやめさせよう！～中学校理科の知識で考える
2021年4月13日、国は2023年に福島第一原発から汚染水を海洋に放出すると発表しました。汚染水にはトリチウムが含まれますが、国と東電そしてIAEAは、健康への影響や安全性には問題がないと宣伝しています。さらに、復興庁のホームページには「ALPS処理水について知ってほしい3つのこと」が掲載され、全国の学校に「トリチウムの健康への影響は心配ありません」と書かれた生徒向けチラシが一方的に送り付けられて問題になりました。
トリチウム水を含む汚染水の海洋放出の問題点を中学生が理解できるようにわかりやすく解説します。中学理科で学んだことの復習から始めます。
原子周期律表（図1）とトリチウム
原子の周期律表から復習します。原子番号は原子核に含まれる陽子の数で決まります。例えば、原子番号1番の水素Hは陽子1個、電子1個です。原子番号2番のヘリウムは陽子2個、電子2個です。
水素は陽子の数は1個ですが、中性子の数が異なる同位体が存在します。安定な水素は陽子1、中性子0ですが、陽子1、中性子1の水素は重水素と呼びます。さらに、陽子1、中性子2の水素は三重水素＝トリチウムと呼ばれます。トリチウムは放射線を出す放射性物質です。
トリチウムの原子核は不安定で、放射線を出しながら安定な原子核に変化しますが、この現象を「放射性崩壊」といいます。
トリチウムは、中性子1個が変身して陽子にかわると同時に電子を1個放出し、陽子2個中性子1個のヘリウム-3に変化します。この崩壊を「β（ベータ）崩壊＝β壊変」と呼び、放出した電子をβ線といいます。
β線は直接見ることはできませんが、「霧箱」では電子の動きをジェット機の雲のように見ることができます。
放射線の性質と体の透過力
放射線は、粒子線と電磁波に分類されます。粒子線は、前に説明したβ崩壊によるβ線の他に、「α（アルファ）崩壊」によるα線があります。α線は、原子核から2個の陽子と2個の中性子（ヘリウム-4の原子核）が飛び出すものをいいます。
電磁波は、原子核から出るγ線と原子核の外で発生するX線があります。これらの放射線の透過力については、いろいろな物質でさえぎることができます。
α線は紙一枚で止まります。β線もアルミニウム等の薄い金属板で止まりますが、γ線とx線は鉛や鉄の厚い板でないととめることができません。
放射線が外から体に当たったときの進む距離については図6のようになっています。医療で使うＸ線は体を通過することができるので、x線写真を撮ることができます。トリチウムが出すβ線は、体内では数ｍｍしか進むことはできません。体の外からの被曝(外部被曝)は皮膚で止まってしまい、その影響は皮膚に限定されます。
外部被曝と内部被曝
太陽の光を体で浴びるのと同じように、体の外から放射線を浴びることを外部被曝といいます。放射線の性質で説明したように、放射線の種類によって投下する距離が違ってきます。
一方、体の中からの被曝は内部被曝といいますが、「太陽のかけら」を飲み込んで光を発していることを想像しましょう。太陽のかけらが、どこにあるかによって、さらにどんな放射線を出すかによって細胞や臓器が浴びる放射線が変わってきます。
トリチウムを飲み込んだ時、吸い込んだ時のことを考えてみましょう。体のどこにトリチウムがあるか、血液中にあるのか、尿中にあるのか、細胞内にあるのかによって、被曝の影響が変わります。
血液や尿中にあるトリチウムは透過距離が数ｍｍと短いので、周囲の組織への被曝はあまり問題にはなりません。ただ、「狭い範囲の内部被曝はx線やγ線による被曝と比較して少ないから安全だ」というのは間違いです。
内部被曝を考える時、一部の核種は特定の組織に集中することが知られています。例えば、ヨウ素は甲状腺、ストロンチウムは骨髄などで、核種が集中した組織の被曝とがん発生が問題になります。
トリチウムは水素と同じ動きをしますので、どこの組織にも分布します。細胞内、特に細胞核、染色体に取り込まれたトリチウムが周囲に対してどのように作用するのかが問題になります。
核施設から出されるトリチウム
原発や再処理施設からは、水（H2O）の水素原子がトリチウムに置き換わったトリチウム水（HTO）として大気中、海中両方に放出されています。水分子はH2Oと表記されますが、トリチウム水の水分子は1個の水素がトリチウムに置き換わっているのでHTOと表現されます。
海に放出されたトリチウムは水蒸気となり蒸発し、それが雲になり雨になり地上に落ちてまた海に流れます。このように、環境中を循環するだけでは人への外部被曝はあまり問題になりません。有機物に取り込まれたトリチウムを食べたり飲んだりした内部被曝が問題になります。次は、トリチウム水と違う有機結合型トリチウムについて解説します。
有機結合型トリチウム（OBT）って何？
光合成によってトリチウムが有機物に取り込まれる仕組みを説明します。植物は、空気中の二酸化炭素と根から吸い上げた水から、光合成によりグルコースを作ります。これを化学式で書くと図のようになり、この「亀の甲」を有機物といいます。さらにグルコースからデンプンが合成されますが、光合成によって葉に作られたデンプンは、理科の実験にあったように「ヨウ素デンプン反応」で確かめることができます。
光合成にトリチウム水が使われると、亀の甲の水素がトリチウムに置き換わり「有機結合型トリチウム（OBT：Organically Bound Tritium）」(以下OBTと略)と呼ばれ、「トリチウム入りグルコース」「トリチウム入りデンプン」ができます。
光合成は、陸上の植物に限らず海藻や植物プランクトンでも行われ、海の中でもOBTが作られます。
食物連鎖
アオサには葉緑素があり光合成でトリチウム入りデンプンを作ります。そのアオサをアワビや甲殻類が食べます。また、植物プランクトンでも光合成が行われ、それを甲殻類や小型魚が食べ、大型魚、人へと食物を通じてトリチウムを摂取します。
以下の資料は、六ヶ所村にある再処理を推進している「環境科学技術研究所」が発行した図と文章から引用します。
・トリチウム水は、光合成により有機物として植物プランクトンや海産物に取り込まれます。そして、海藻からアワビへと食物連鎖します。
・有機物となったトリチウムは、生物にとどまる時間がトリチウム水とは大きく異なり、体内に長くとどまれば被曝線量も多くなります。そのため、トリチウム水と有機物中のトリチウムを別々に考える必要があります。（引用終り）
生物濃縮
図11にあるように、植物やアワビのOBTを調べようとするときには、OBTの他にアオサやアワビに含まれる水分中トリチウムと区別する必要があります。このトリチウムを組織内自由水中トリチウム（TFWT:Tissue Free Water Tritium）といいます。
さらに、OBTには周囲に存在する水と容易に同位体交換をするもの(交換型 OBT)と、有機物の炭素骨格と結合して容易に交換しないもの(非交換型 OBT)が存在します。
茨城大学の田内広さんは、「トリチウムは短期間で体外に排出されるため生物濃縮は起きない」と安全性を強調していますが、これにはトリックがあります。生物濃縮はトリチウム水濃度を基準に、それ以上濃くなったか薄くなったかで、ある・なしを判断します。
濃くなったか、薄くなったかは別に、食物連鎖はありますので、OBTを含む植物や海産物を食べれば食べるほどOBT摂取量が増えることは明らかです。
海水中のトリチウムを一定にして、アオサとアワビを飼育した計算結果です。アオサでは光合成によって一定量のOBTが作られ、それをアワビが食べることでアワビの筋肉内と中腸線のトリチウム濃度は直線的に上昇します(実線と破線)。
ヒラメのOBT濃度
福島沖でもヒラメなどのトリチウム濃度を調べる予定ですが、六ヶ所村近海では、すでにヒラメのOBT濃度が測定されています。アクティブ試験で大量のトリチウムが放出された時の尾駮周辺のヒラメの濃度が高くなっていました。
全期間を通じて排出口に近い尾駮のヒラメの濃度が高いのはもちろんですが、遠く離れた泊や八戸市のヒラメからもOBTが検出されています。
国と東京電力は今後、福島沖のヒラメについても分析し結果を公表する予定ですが、市民も同じようにヒラメを分析して再確認することはほぼ不可能な状況にあります。どういうことでしょうか？それは、OBTの測定がとても難しいのです。
OBTの測定は難しい
OBT測定は「有機物を燃焼して得られる水（燃焼水）」を測定しますが、燃焼法の操作は難しく熟練を要し、試料水をすべて回収しなければ正確なOBT量を求めることができません。
また、トリチウムは低エネルギーのβ線を放出する核種なので，液体シンチレーションカウンターで測定します。液体シンチレーションカウンターは，蛍光試薬と界面活性剤を溶かした有機溶媒に試料水を混合し，放射線の作用で発生した蛍光を光電子増倍管で計測します。
トリチウム濃度が低いと測定ができないため、電解濃縮という方法で濃縮してから測定します。2021年9月発表のトリチウム電解濃縮装置「TRIPURE（トリピュア）」は、時間短縮が可能となり、設定可能最大電流値で電解濃縮した場合、「約60時間で1,000mlの試料水を50mlに濃縮することが可能です。」とこれまでの装置より性能がアップしたと書かれています。ただ、改善されたといっても「電解濃縮に60時間」かかるというのが、現在の技術水準です。この技術が進めば、タンクにためているトリチウム水を濃縮し、少ない量で保存することも可能になります。
人での代謝
人が食べたデンプンは、消化酵素によってグルコースに分解され小腸から吸収されます。食事のあと血糖値（グルコース値）が上昇するのは食事のデンプンの影響です。グルコースは、筋肉、脳などいろいろな臓器で使われ、エネルギー源として利用されながら、ピルビン酸と乳酸に分解、代謝されます。
トリチウム入りデンプンを食べた時は、OBTとして吸収され、トリチウム入りグルコースとして利用、代謝されることになります。
復興庁が作ったパンフレットでは、「トリチウム水を飲んでも代謝されずに尿になって出る」ので安全だと説明しました。しかし、OBTに関する説明は1行もありません。OBTは体の中に保存され様々代謝されるので、体内にとどまる時間が長くなりβ線の影響もトリチウム水より大きく、その範囲も広がります。最も危惧されているのが、DNAや遺伝子に対する影響です。
トリチウムによるDNA損傷
「環境科学技術研究所」が発行した図から引用します。
DNAは二重らせん構造で、4種類の塩基のうちアデニンとチミン、シトシンとグアニンがペアとなって水素で結合します。アデニンとチミンが2つの水素結合で、シトシンとグアニンは3つの水素結合で、結合します。
この水素結合がトリチウムで置き換わった場合、周辺のDNAが損傷を受け遺伝子に異常が生じる可能性があります。
藤原進さんが2021年に発表した「置換トリチウムのβ崩壊に伴う高分子・DNA構造変化の分子シミュレーション」という論文から引用します。
「トリチウム含有化合物が生体内に取り込まれると、化合物中のトリチウムがDNA中の軽水素と置き換わることが、メダカなどを用いた実験で確かめられている。トリチウムから放出されるβ線の飛程は短いため、人体に対しては外部被曝が問題となることはほとんどなく、内部被曝に対する防護が重要となる。とりわけ、β線によるDNA損傷や、置換したトリチウムがヘリウム３へと壊変した場合のDNA損傷などが問題視されている。しかし、その損傷の分子メカニズムは、いまだ完全には明らかになっていない。」と述べているように、トリチウムによってDNAがどのような損傷を受けるのかは今後の研究を待つ必要があり、研究途上といえます。
また、藤原進さんは2022年の日本物理学会誌で、低濃度では確認されていないが「高濃度トリチウム水中では、DNA二本鎖切断が速やかに起こることがわかった」と報告しています。二本鎖切断とは、二重らせんの両方の鎖が切断されることです。DNA損傷部位は酵素による修復を受けますが、二本とも切断されると修復ミスが発生しやすくなり，細胞死やガン化の一因となることが知られています。
遺伝子異常と白血病、免疫異常
トリチウムと健康被害では、白血病が問題で、因果関係を指摘する論文もたくさん出ています。環境科学技術研究所は「マウスの造血細胞への低線量放射線の影響」を調べています。それによると、「高線量で発生する大多数の白血病細胞は、2番染色体の遺伝子異常を持っています。」「低線量の白血病は、遺伝子異常がなく、高線量の白血病とは性質が異なる」と報告されています。
また、DNAの損傷は免疫機能の異常を引き起こし、がんが発生するとも言われています。DNAの損傷と白血病やがんの発生の関係については、まだまだ未知の分野のままです。
汚染水の海洋放出に反対する抗議声明
なくそう原発・核燃あおもりネットワークでは、汚染水の海洋放出を決めた2021年4月13日から1年が経過した2022年4月13日に抗議声明を内閣総理大臣はじめ東京電力等に送付し記者会見しました。以下は抗議声明です。
2022年4月13日
内閣総理大臣 岸田文雄殿
経済産業大臣 萩生田光一殿
環境大臣 山口壮殿
衆議院議長 細田博之殿
参議院議長 山東昭子殿
東京電力ホールディングス株式会社代表執行役社長 小早川智明殿
汚染水の海洋放出に反対する抗議声明
なくそう原発・核燃あおもりネットワーク
共同代表 浅石紘爾 大竹進 鳴海清彦
１．約束違反の汚染水放出決定
昨年4月13日、国は福島第一原発で発生した汚染水の海洋放出を決定し、2023年から30～40年かけて放出すると発表しました。東京電力や国（経済産業省）は、これまで「関係者の理解なしにはいかなる処分も行わない」と約束していましたが、この決定は重大な約束違反です。これに対して、福島県漁連をはじめ多くの団体・住民から反対の声明が出されています。
私たちは、福島近海と周辺海域をトリチウムで汚染してはいけないと考えています。
２．汚染水放出に反対する理由
福島では年間22兆ベクレルのトリチウムが海洋に放出される予定ですが、私たちは、以下の理由で汚染水の海洋放出に反対します。
① 海水で薄めて、ゆっくり放出しても放射線総量（780兆ベクレル）は変わりなく、濃度が上昇する可能性もある。
② 汚染水にはトリチウム以外の放射性物質（セシウム、ストロンチウム、ヨウ素129、プルトニウム、カドミウム等）も含まれている。
しかも、トリチウム以外の放射性物質の総量は公表されていない。
③ トリチウムは海から大気、森へと循環する。
④ トリチウムは植物・生物によって有機化される（OBT）。
光合成によって水と炭酸ガスからトリチウム入りデンプンが生成され、有機物となる。貯留中のタンク中には、すでに有機結合型トリチウムができている。
⑤ トリチウムは、海藻・アワビ・小型魚・大型魚へと生物濃縮する。
⑥ トリチウムはDNAの水素結合に取り込まれると遺伝子は損傷する。
高線量で発生するマウス白血病は、2番染色体のPU.1遺伝子の異常が原因であることがわかっている。有機トリチウムの人体に対する影響は、科学的には明白に立証されていないためトリチウムは安全との意見もあるが、白血病、がんの有病率を上昇させるとの研究報告が多数なされている。
⑦ ベータ線は簡単に測定できず、モニターが難しい。
⑧ 海底トンネルで1km沖合に放出しても再循環する。
⑨ 実際に起こりうる将来の被ばくに対する国民の不安を解消する十分な説明がなされておらず、また、海洋放出の合意形成の努力もしていない。そのうえ、当然起きるであろう風評被害について、生産者の納得、理解を得ることなく海洋放出に見切発車している。
３．六ヶ所再処理工場からのトリチウム放出
私たちは、六ヶ所再処理工場の廃止を求めています。六ヶ所再処理工場からは、平常運転時において他に類を見ない年間9,700兆ベクレルのトリチウムが何らの処理も施されることなく全量放出される予定で、いわばたれ流されます。この量は福島の440倍以上に相当します。トリチウムは六ヶ所村では沖合3㎞に放出していますが、逆流して村落のある港や湖沼に循環してきます。私たちは、トリチウム被ばくを許さない共通の立場において、今回の処理水放出に強く反対します。
４．汚染水の増量
3月16日に発生した福島県沖地震によって格納容器内の水位が40ｃｍ下がり、3月23日から注入水量を毎時3.5㎥から5.5㎥に増やしています。地震による格納容器の損傷拡大については全くわかっていないことから、処理水の放出量が今後増加する事態は容易に想定されますが、その対策が示されていません。
５．誤った情報開示は許されない
復興庁は「知ってほしい3つのこと」というトリチウムに関するチラシを作成し、全国の学校に一方的に送り付けました。内容が間違っているだけでなく、教育委員会に相談もなく送りつけたことは手続き上も問題で、強く抗議します。国と東京電力は事実を隠さず、正しい情報を公表するべきです。
６．海洋放出の代替案を早急に検討すべきである
凍土壁に代わる汚染水減少対策に全力投球するべきです。トリチウムの半減期は12.3年で年々放射能量は減少します。大型タンクによる長期保管やモルタル固化による処分など海洋放出に代る方策を早急に検討実施すべきです。
７．結語
以上のように、海洋放出は、人体や環境に対する安全性に疑問があるうえ、代替案の検討も尽くされていないし、正確な情報提供もなされていません。こうした状況のもとで、漁業者をはじめとする多くの国民、住民が海洋放出に反対するのは当然のことです。よって、私たちは、今回の海洋放出決定に対して強く抗議し、直ちに放出計画を中止し、汚染水対策を抜本的に見直すことを要求するものであります。
補足：海洋排出口の問題
六ヶ所村の再処理工場からは、再処理をしていない今もトリチウムが空と海へ放出されています。六ヶ所では3km沖合に放出されていますが、むつ海洋研究所の研究では、潮の満ち干で沿岸に戻っていることが明らかになっています。
×印は港湾部で採取した海水ですが、高濃度で検出されています。さらにL1は尾駮沼の水ですが湖沼からもトリチウムが検出されています。
一方、福島は1km沖合と六ヶ所より近海に放出する予定なので、汚染水を希釈する海水採取口に再循環することは明らかですが、東電は「再循環再循環しにくい」と断定し、詳しく検討されていません。
東電は、「取放水設備（港湾外取水ー海底トンネル放水）：国内外の発電所で実績のある事例を参考に、発電所から安定した岩盤内をくり抜いた海底トンネルを敷設し放出する案も検討しました。合わせて、仕切堤で港湾内と分離することで、港湾外の海水を取水する案です。これにより港湾内の海水が希釈用の海水と直接混合しないようにできると考えています。また、沿岸から離れた放水の方が海水が再循環しにくく（希釈海水として再取されにくく）なります。」と説明しています。
まとめ
国と東電は、トリチウム水（HTO）について安全だといっているが、有機結合型トリチウム（OBT）のことには、全く触れていない。
トリチウム自由水（FWT）はもちろん、有機結合型トリチウム（OBT）は、測定に熟練を要し簡単に測定できない。
食物連鎖や生物濃縮の実態は明らかになっていない。
有機結合型トリチウム（OBT）のDNA損傷については詳しくわかっていないため安全宣言を出すべきではない
1kｍ沖合に放出しても、希釈用海水取水口にトリチウムが還流し、海水の濃度が濃縮する可能性がある。
海洋放出は、実害を発生させるので中止するべきだ。