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Dr.Haneの電磁波(電波)のコラム

<はじめに>

 このコラムは、皆様がこんなことにご興味を持たれるのではないか、あるいはもう少し積極的にこんなことを知っておいて頂きたい、と思って書きます。電磁波だけでなく私達の生活や健康や生活に関わることを書いて行きたいと思います。

<自分の安全に感心を持ちましょう>

 私達の身の周りの環境は、東京オリンピック以後急激に変わってきました。1970年ころから、水俣病や四日市ぜんそくなどの公害病も原因が突き止められ、所々で出てくる危険ももぐら叩きのように解決されて、私達の身の回り危険は見えなくなりました。40才以下の方々は、自分の身は社会が守ていてくれる、と思っているようです。
 しかし、科学と技術の進歩は私達の身の回りに次々に新しい商品やサービスを提供し続けています。この様な新製品の安全性チェックは、行われてはいるのですが、安全のための規制やチェックが科学技術の進歩に追いつけず、新製品が健康に障害を及ぼすか否か分る前に、製造業者はそれまでの不完全な規制に従えば安全であるとして製品化し、危険ドラッグの様に危険な商品でも市場に出回ります。
 電磁波関連商品は不完全な科学的根拠に従った、いわゆるマッチポンプです。電磁波とスマートフォンの2つのキーワードで検索すると、いずれもスマートフォンが危険である、と危機感を煽っています。無害や害の少ないものの危険を煽り、科学的な根拠が無いものや、工学的に不十分な機能の対策品を売りつけています。詳しくはこのページの一番最後にかいてあります。
 電磁波による障害は、10代までの少年少女で5〜10年後にしか出ません。20代〜40代では20年以上後、60代ではおそらく死亡原因には成り得ないでしょう。従って、すでに販売後7年を経ているアイ・ピピや、今後しばらくは改良する必要の無いWavesafeウエーブセーフのように、長期間売り続ける商品は効果に責任を持ちますが、マッチポンプ商品は効果が無くても影響はずっと先だから、と売り逃げるでしょう。こんな商品に消費者は無駄な出費をしてしまいます。

<予防原則>

 それでは危険と言われることを無視してしまえば良いのか、と言えばそうも行きません。  この様なリスクを伴う事柄に対して、欧米では理論を知る学者と現実を知る技術者が対等に議論を行い、医療関係者からの疫学的な見解も加えて評価を行います。一致を見なかった場合に採用するのが「予防原則」です。
 予防原則とは「科学的な証拠が不十分な場合や結論が出せないあるいは不確かな場合でも、単純な科学的評価でも危険な影響が、環境、ヒト、動植物に対して予測され、高度の防護を要する場合に、予防原則が適用される(ヨーロッパ予防原則連絡委員会、2000年2月2日)。
 ヨーロッパでは科学技術を万能とは考えていないため、この様に考えるのでしょう。健康や自然は一度壊れると取り返しがつかない場合があります。危険が実証されていなくても、科学的な根拠や状況証拠があれば、障害が起こる前に予防的に対策をしておく、と言うものです。日本では組織、つまりお上(お役人)や周りの人が大丈夫と言えば、それは安全、と言う点で大きな違いが有ります。自分の安全を他人に委ねているわけです。公害病で自分が被害者になって、国を訴えても健康を害した自分は元に戻せません。

<ヨーロッパの科学的なアプローチも結局は利害衝突>

 携帯電話の出す電磁波(電波)についても、予防原則の観点で大きな議論が起きています。携帯電話の使用する周波数の帯域は1998年にICNIRP(国際非電離放射線防護委員会)が定めるガイドラインを、WHOは規制値として採用していました。しかし、携帯電話が身体に密着して使用されることと、頻繁に電磁波(電波)を身体に浴びせること、から多くのの研究者がその障害を調査、実験して障害の有無を報告してきました。 電磁波(電波)の障害問題については、1998年から2000年までEU(ヨーロッパ連合)がREFLEXプロジェクトを実施して、家庭用電力の極低周波磁界から携帯電話の超高周波電磁波まで調査しました。この調査では極低周波磁界が小児癌や小児白血病の原因となることが疫学的に証明されましたが、超高周波の電磁波(電波)については結論を出すことが出来ませんでした。そこで、引き続きインターフォンスタディと称する国際的な携帯電話についての、調査と実験が行われました。
 この調査・実験は2004年まで行われましたが、報告書は2010年まで出されませんでした。理由は携帯電話の電磁波(電波)が健康に障害有りと無しで、研究者の意見が分かれて内部抗争を起こしていたためと思われます。2010年8月に障害有りとする研究者のグループが証拠となる結果をまとめて発表を行いました。これは権力闘争に負けたために、集めたデータを公表したものです。一方、勝ったグループはスタディの結果をまとめて報告書を提出し、数日後にWHOはこの報告に沿って携帯電話の電磁波による傷害は無い、という結論を公表しました。 公式な結論は障害無しでしたが、ヨーロッパの大半の政府や欧米の携帯電話メーカーは、公式発表の前にすでに妊婦と児童へ具体的に注意を行うよう勧告をしました。フランス政府などは法律で妊婦と小学生以下の携帯電話の使用を制限しています。これが予防原則です。

 この話にはオチがあります。2011年5月末、WHOは突如携帯電話が脳腫瘍(脳細胞の癌)の原因となる、と発表をしました。どのような力学関係がWHOで起きていたのかは不明です。従って、各国(日本も含めて)の携帯電話メーカーは、理由無しで携帯電話を使用する時は、一定の距離(1.5cm〜2.5cm)で身体から離して使うように注意をしています。

<スマートフォンと携帯電話>

  指先で画面を操作して次々に新しい情報を表示するスマートフォンと、表示して欲しい情報のタグをクリックして持ってくるこれまでの携帯電話とでは、使い勝手に雲泥の差が有ります。最初の民生用コンピュータはアップル社が出しましたが、最初から使いやすいユーザーインターフェースが付いていました。それがマイクロソフトにシェアを奪われたのは、OSのインターフェースを明らかにして、アプリケーションソフトの開発とOSのバージョンアップへの対応をし易くした事にあるでしょう。 話を元に戻します。アップル社が先鞭を付けた指先操作のスマートフォンはユーザーが何を希望するか予測し、サーバーにそれらの情報を予め請求して画面情報を準備します。サーバー側にはこのような予測機能は有りませんから、全てスマートフォン側で請求を出すことになります。従って、指で画面を操作している時に、スマートフォンは請求の信号を出し続けています。携帯電話では、欲しい情報のタグをユーザーがクリックして請求の信号を出しましたが、スマートフォンでは画面の流れに応じて請求信号をコンピューターが連続的に出します。
 携帯電話がピッ、ピッ、ピッ、とクリックごとに出していたものが、スマートフォンではピーピーピーとほぼ連続になるでしょう。携帯電話やスマートフォンは、送信のピーク出力が800mWと定められています。この電力は瞬時電力でいわばピーク出力です。ピッピッピッとピーピーの違いは、時間当たりの平均電力あるいは周辺の加熱量、すなわちSAR値の増加です。各社が電話機を発売するたびに法に従って測定して公表するSAR値は、いずれも2W/kgの50〜70%でICNIRPのガイドラインを充分にクリアしています。 SARの測定は、一定時間の出力力を平均して得る熱量からの換算値ですから、実際に放射される電磁波のピーク電力もオーバーをしていないと言う保障が欲しいです。さらにもっと言えば、この周波数帯の電磁波は波長が身体各部のサイズに近いので、電力集中します。局部加熱により細胞が自死する時に放出する活性酸素は、周辺の細胞の遺伝子も損傷します。
 ICNIRPのガイドラインは最近では電話会社に対する免罪符のようなものです。SAR測定では、電力集中の影響を測定する方法は不要で、長時間の使用が身体に及ぼす影響も不要です。ところが、このような影響の無視による障害が起きないことは、保障していません。  

<原子炉の安全性と予防原則>

 長い間、原子炉は安全であると信じられて来ました。しかし、福島第一原子力発電所は事故を起こしました。これは原子炉その物が持つ危険性を押さえ込む安全対策が破綻したためです。この安全対策を予防原則の観点から検討をします。
 福島第1発電所の安全対策は、…吐箸旅發気魏畩評価した、電力供給がストップすることはあり得ない、と言う2つの前提条件の設定が間違えていました。東電・経済産業省・原子力関係の学者グループが作った安全基準は、仲間内で決めたお手盛りと言わざるをえない内容で、そのために民間企業の東電の起こした事故が広い範囲で住民の生活に障害を与え、日本国の信用を無くすきっかけを作りました。 安全基準とは、技術的な問題であって、あらゆる可能性を考慮する必要が有りますが、経済性重視の東電と責任能力の無い学者グループが作り、原発推進の経済産業省が承認を与えた安全基準は不完全でした。

 予防原則の観点から今回の原発事故を検証すると、前提段階で事故の可能性を出来る限りあげてこれへの議論が欠けています。原子力発電所に限らず、多くの日本の安全対策は、国の定めた法規を守っていればそれで良し、としています。科学技術が進歩して新しい危険が生まれたり、逆に新しい危険の回避方法が生まれても、それらに対する議論が起こりません。議論による課題の解決(止揚)が進歩への大切な方法です。予防原則は止揚に至る前に、危険が有れば予め手を打っておくことですが、日本の方法は解決に至る努力が見られません。 つまり予防原則のルールにさえ乗せられない事例、となります。いや、日本にも議論が有るとしても、これまでの議論の経緯を見ると是と非の双方に論理性が有りません。是の立場は、原子炉の安全基準に関しては科学でも技術でもなく、原子炉は安全であるという結論を出すために作った一見科学的な規準ですが、結論ありきで科学的ではありません。 非の立場は原発を壊すほどの地震が起きれば原発は壊れる、と事故への期待感で作られた科学性の無い推論を結論とします。やはり、予防原則の事例にはなりません。
 原子炉の安全を正しく論じるなら、是の立場は安全対策を提示し、非の立場の反対派は原発の安全対策に穴を見つけて攻撃をします。是の守る立場は、それに対する安全対策を新たに講じます。次には、攻撃が別のところを破り、防御はこれを守る。この議論を重ねてゆくと、原発事故はだんだんと確率的に起こり難いことを議論する様になります。ある時点で、防御側は確率的に起こり難いことへの備えのコストに耐えられなくなり、原発事故は起きないとする神話を捨てざるを得なくなります。 この結果、事故が起きた際の補償問題や、事故を起こした原発の復旧コストなどの計算を行い、原発を作ることのコスト計算を行うようになります。原子炉による利益は予め算定できるので、それを超える出費であれば原子炉の建設は行われなくなります。

 原発を安全にするために、科学と工学技術の深い経験と広い知識を持つメンバーによる監査を行うグループが必要です。今回の原発の事故で一番喜んだのは職業的社会派や原発の反対派であった、と言うことに日本社会の科学レベルの幼稚さを感じます。

<放射能について>


(放射能とは)

 放射能とは放射線を出すことが出来る物質を表します。放射線とは、アルファ線、ベータ線、陽子線、中性子線などの粒子線と、電磁波のガンマ線、エックス線を指します。アルファ線は紙や薄い空気層で止められ、ベータ線は薄い金属や1cm程度のプラスティックで簡単に止まりますが、止まるときに持っているエネルギーをエックス線として放射するので、危険です。
 


(ガンマ線、エックス線)

 ガンマ線やエックス線は非常に強力な電磁波(電波)で、直接細胞のDNAを損傷する場合と、多数のフリーラジカル(活性酸素)を発生させ、これが細胞のDNAと化学反応を起こし、損傷します。放射線を使うがんの治療は、がん細胞が細胞分裂の周期が短く、正常細胞よりもDNA損傷が細胞死につながりやすいことを利用してがん細胞を選択的に殺します。
 ガンマ線と同じ電磁波(電波)のエックス線を使ったエックス線写真を見ると、骨はエックス線を遮るので白く写り、空気は遮らないので黒く写ります。内臓や筋肉は、エックス線の一部を遮るので、灰色に写ります。この時、エックス線は多数のフリーラジカルを発生し、これがDNAを損傷します。この様子が上の図です。 この様に多数作られたフリーラジカルがそれぞれ細胞やDNAに損傷を与える能力を持つ。これが放射線が危険なわけです。セシウム134やヨウ素131などの放射性同位元素が体内に取り込まれると、ヨウ素は甲状腺、セシウムは筋肉などに、集まります。この場所でベータ線を出し、ベータ線は周囲の細胞に当たりガンマ線を出します。このガンマ線は放射線と呼ばれる電磁波(電波)です。 放射性同位元素が作るガンマ線は、エックス線写真に使われる軟エックス線に比べると何十倍も強力です。取り込まれたヨウ素やセシウムの周りの細胞をいくつも壊し、フリーラジカルを発生してDNAを損傷します。


(携帯電話も放射線と同じに活性酸素を作る)

 携帯電話やスマート フォンの使っている電磁波(電波)はエックス線の様に直接フリーラジカルを出すのではなくて、局部を加熱して細胞にフリーラジカルを発生させると考えられます。放射線でも携帯電話の電磁波(電波)でも、フリーラジカルを出すのは同じですから、同じように気をつけなければならないわけです。福島原発の事故により、放射能で汚染されている地域では、年間の放射線被曝量を政府は20ミリシーベルトまでなら良い、としています。 しかし、子供や妊婦は年間で1ミリシーベルト以下でなければなりません。これは、成人に比べて細胞分裂の活発な胎児や子供が放射線の作るフリーラジカルで癌や奇形になる確率が高いからです。 胎児や赤ちゃんは細胞分裂が活発なので、がん細胞と同じようにフリーラジカルの影響を受けやすく、気をつけなければいけないからです。

<放射線被曝について>


(フリーラジカル)

 放射線を被曝すると、身体内で沢山のフリーラジカル(活性酸素はこの一種)を発生し、これがDNAを損傷します。損傷の大半は修復されますが、損傷を受けたタイミングが悪いと、修復されません。この損傷が遺伝子を担う部分で、ダメージが深刻であれば細胞は自死し、軽ければ奇形や癌の芽となります。 この癌の芽を作らないようにするには、放射線を浴びないようにするしかありません。


(ICRPガイドライン)

 我が国には一般公衆に対する放射線被曝に対する法的規制は無く、有るのは放射線作業者向けだけです。これが各省庁が勝手に許容値を出せる原因です。それでも今は、ICRP(国際棒斜線防護委員会)がガイドラインを決めているので、現在はこれに准ずることが妥当でしょう。ガイドラインでは、一般公衆は、作業者の20分の1の1年あたり1mSvの線量です。 ただし妊娠中の女子を除き、過去5年間での平均被曝量が年あたり1mSvを超えていなければ、その年において全身が受ける線量が1mSvを超えることも許され得る。としています。
 ただし、これには前提条件が有ります。作業者の被曝限度20mSv/年は管理環境条件下であり、被曝はレントゲン作業等での管理された被曝を仮定しており、放射線は”きれいな”軟エックス線放射線による被曝です。また、作業者は放射線被曝のに敏感な骨髄や消化管等の被曝を避ける教育を受けており、必要であれば腹部と股間を防護する衣服やエプロンを着用します。さらに、作業者は作業を終了すれば休養して細胞の損傷を修復できます。
 この結果、放射線医などは実際には20mSvを遥かに超える年間被曝をしています。一方、一般公衆は被曝部位による危険性を知らず、非管理環境であるため線源を体内に取り込んで内部被曝の危険もあります。作業者と言えども、も非管理環境下であれば一般公衆と同じ扱いとなって、1mSv/年です。


(エックス線とガンマ線)

 ちなみちに、エックス線と今回の原子炉事故で出ているガンマ線は同じ電磁波(電波)です。違うのはガンマ線が原子核からでるのと、エックス線は原子の電子状態の変化から出る、と言う発生方法の違いです。今回のガンマ線は非常に強力な電磁波(電波)で、1MeV以上。レントゲン写真に使う軟エックス線は400eV程度で20分の1程度です。とは言え、大型のライオンと小型の豹のどちらが怖いか比較するようなもので、どちらも人間には危険です。


(守らなければならない小さな命)

 今、私達はこの不完全なICRPのガイドラインに従わざるを得ません。自然放射能が2.4mSv/年という事実が有るので、余り過敏にならず、1mSvを守ることが落としどころでしょう。とは言え、もう少し放射線被曝と癌についてお話をします。2011年6月1日にCNNや新聞等で報道された携帯電話の電磁波(電波)による脳腫瘍の件も、癌の芽を作ることです。放射線と電磁波(電波)のいずれも体内でフリーラジカル(活性酸素)作り出し、これがDNAを損傷して癌の芽を作ります。癌の芽は数十年かけて癌となって発症します。 胎児や小児は細胞分裂が活発で癌の芽を作りやすいことと寿命が50年以上あり、癌が発症するのに十分な時間があります。一方、60歳過ぎでは全身の細胞は不活性で癌の芽が出来難く、出来ても発症する前に老化が原因で寿命が来てしまう。と、言うわけで成人に比べて胎児や小児は著しく放射線や電磁波の影響を受けます。

 現在、文部科学省は学校や幼稚園の校庭の放射線量を3.8μSv/時間としています。これは年間にすれば24×365倍した33mSv/年となり、作業者の20mSv/年も大きく越えています。6月21日のニュースで放射線医学者が一般公衆の被曝量のガイドラインについて20mSv/年でも大丈夫と言っていました。2つ誤りが有ります。1つは放射線医がレントゲン撮影等で被曝するのは、短時間に大量な被曝をするが、今回のような定常的に受けるのではない、こと。 もう一つは1906年のベルゴニー・トリボンドーの法則が胎児や小児に適用されるべきこと、です。ICRPは1年間の蓄積被曝量を問題としますが、私は胎児と小児に限っては短時間被曝量もこの値を超えないようにすることを提案します。1mSvを24時間×365日で割った0.11μSv/時間、を常に守ることです。


(内部被曝)

 なお、内部被曝については、ヨウ素131がすでに消えて核種はセシウム137であり、セシウムは癌化の可能性の低い筋肉に蓄積するので、無いに越したことはありませんが、外部被曝と同じでやはり危険です。体の中に線源を取り込むと、次の日に外部から被曝しなくても同じように被曝をして、これが長い間続きます。外部線源からはガンマ線被曝で、次の日には残りません。つまりセシウム137の内部被曝を1受けると、100日で100の蓄積になります。ガンマ線であれば、最初の1だけです。この様に、内部被曝は危険です。


(予防原則)

 原発事故前の日本の放射線量は0.04〜0.07μSvでした。東京では0.04でしたが、現在は0.06μSv/時間。それでなくても胎児や小児を取り巻く環境には殺虫剤や防腐剤や各種電磁波などの癌の原因が満ちており、この上に放射線で癌の原因を増やしたくないです。今回の表題の予防原則とは、「そこに危険の可能性が有れば、安全策を取る」と言うことです。欧米の政府は学者の意見が分かれば、予防原則に従って公衆衛生を決めています。 日本政府は残念ながら「危険が証明されなければ現状維持」という、現状維持の御用学者の意見に従う立場です。水俣病や薬害エイズなどは、この例です。
 最初に戻って、多少の癌の増加は致し方ない、と考えているのか、それとも気付かずに3.8μSv/時間を認めているのか分りません。もっと悪くて東電が全電力喪失の仮定を禁じたように、核物質が環境に漏洩した場合を想定した研究をすると、東電と官が一体になって研究の邪魔をしていたのか・・。数十年後に福島県を中心として癌の若者が出てくるまで、放っておかれるのでしょうか。


(携帯電話による被曝)

 携帯電話を100時間使うごとに、脳腫瘍の死亡率は5%増えます。この死亡率の増加を放射線による癌死亡率の増加と比較すると電話中は毎時5〜11ミリシーベルトの放射線と同じ影響を身体に与えます。0.1マイクロシーベルトに比べると5万〜11万倍の強さになります。事故を起こした福島原発の原子炉建屋の中と同じくらいの放射線強度と同じことになります。


(ベクレルとシーベルト)

 セシウム同位元素やストロンチウムなどを含んだ食品や残土からは、それらの元素が他の元素に変わる際に(崩壊と呼びます)アルファ線、ベータ線、ガンマ線を出します。アルファ線やベータ線の場合は、周辺の物質に衝突してガンマ線を出して止まるでしょう。このガンマ線を人体が多量に浴びると放射線障害を起こします。
・ベクレルとは、放射線を出す元素を含んだ物から毎秒出てくるアルファ線、ベータ線、ガンマ線の総数です。従って、放射線源の強さです。身体に入る可能性が有る食品や水には少ない値で規制されます。身体に入る可能性が少ない残土などは大きな値となります。
・シーベルトとは、身体が浴びる放射線の影響力の強さです。影響力なので、同じベクレルでもガンマ線に比べてベータ線は同じ影響力ですがアルファ線は20倍です。従って、アルファ線を出す元素を含む食品や塵が身体内に入ると、同じベクレル値でもシーベルトは20倍になります。通常はこの換算が面倒なので、元素が分っていれば被曝量はシーベルト値で表します。また、元素によって身体内に集まる場所が異なると影響力も違います。ヨウ素131は甲状腺に集まり、成長ホルモンを出す機能を損ねるために成長期の小児や胎児には悪影響を及ぼします。同じシーベルトでも元素によって規制値が異なるのはこのためです。

<電磁波の被曝を減らす方法>


(電磁波吸収体を使う)

 電磁波吸収体は、材料のインピーダンスを377Ωに調整して空間のインピーダンスと整合させることで到来電磁波が内部に浸透し、透磁率に比例する磁気損と誘電率に比例する誘電損、および抵抗損で吸収する方式です。 フェライトなどの鉄系の粉末を焼結タイルや樹脂に混ぜた磁気損失型と、カーボン粉末を使った誘電損型、です。吸収できる周波数は100MHz以上が多く、吸収する帯域幅は約1桁(例えば1GHz〜10GHz)で、減衰量は20〜40dBです。
 一番のメリットは、周波数特性が合えば形状にかかわらず到来電磁波(電波)を20dB程度は減衰させることができること。電磁波(電波)の反射や特定方向への電磁波(電波)の放射を防ぐために、携帯電話の内部や、UHF帯のICタグのリーダー周辺に貼る、などに使われています。 使い方は簡単ですが性能に比べて価格が高く、重いこと。対象とする電磁波(電波)の周波数に合わせて、吸収材料の組成や粒子サイズ、バインダーへの混合比などを調整する必要が有ります。


(導電体によるシールド方式)

 シールドとは、空間インピーダンスと整合されていない材料で電磁波(電波)の影響を受けたくない物体を覆うものです。インピーダンスの不連続面で電磁波(電波)は反射をします。正確に言えば、弱めているのではなく、脇へそらせることですから、付近に誘電率が高い物質があれば、そちらへ引き寄せられます。 空間インピーダンスの異なる材料として、導電性の布や金属箔が使われます。ただし、アルキメデスの自然は真空をきらう、ではありませんがシールドに隙間があれば浸透し、裏側にも回りこみます。細い隙間が到来電磁波(電波)の偏波面と直交していると、電磁波(電波)はその隙間を通り抜け、シールド効果は低下します。


(アンテナ方式)

  アンテナ吸収方式は、対象とする電磁波(電波)の周波数に共振するアンテナの給電点に抵抗を付け、電磁波(電波)のエネルギーを熱に変えて吸収します。アンテナ方式では、アンテナに金属などの導電性の棒を偏波面と平行にして、長さを調節してアンテナのインピーダンスを空間インピーダンスに整合させます。 アンテナの長さが波長の2分の1であれば、アンテナは共振します。これがダイポールアンテナです。
 アイ・ピピが使うクローバー型のアンテナは、クローバー形状の周囲が波長の整数倍となっています。各クローバーの葉の中央部はアンテナの働きには不要ですので、通気性を得るために金属は抜いてあります。


(インチキな方式)

  インチキな方式とは、電磁波が目に見えないのことから、効果が無い製品を売りつけるものです。電磁波(電波)を制御するには周波数に共振する構造が必用です。共振するには波長(35cm〜10cm)に近い大きさが必用で、Wavesafeウエーブセーフが限界です。誘電体を使っても2.5cm以上の大きさが必要で、もし無理やり誘電体を使って小型化すると、誘電体損失が有るので受信機能が損なわれます。
 従って、これ以下のサイズの電磁波対策品は科学的に効果が見込めず、万が一有ったとしても携帯電話が内蔵するチップアンテナの位置と正確に一致させて電話器に貼り付けることが必要で、消費者には無理なことです。Wavesafeウエーブセーフはスマートフォンの裏面の横幅全部と下半分を覆う大きさで、この様な問題をクリアします。