國際非電離放射線防護委員會(ICNIRP)が策定を進めてきた電波の人體防護ガイドラインの改定版が2020年3月11日に公開されました。電波の人體防護ガイドラインは、これまでも世界保健機関(WHO)が推奨する等により、我が國をはじめ世界各國の電波防護規制の根拠として採用されてきました。新たなガイドラインでは、今後利用が本格化する第5世代移動通信システム(5G)等で用いられる電波の安全性を適切に判斷するための抜本的な改定がなされており、その根拠として、NICTが開発した數値人體モデルや人體を構成する様々な組織の電磁気的な特性データに基づいた人體の電波吸収特性や溫度上昇特性など、NICTの研究成果が多く引用されています。新たなガイドラインの公開により、5Gの安全かつ安心な利用と普及を促すことが期待されています。

概要

國立研究開発法人情報通信研究機構(本部: 東京都小金井市、理事長: 徳田 英幸、以下「NICT」)では、様々な無線機器からの電波の安全性を評価する技術の研究開発を行っています。このたび、國際非電離放射線防護委員會(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection; ICNIRP)から電波の人體防護レベルを定めたガイドライン(以下、國際ガイドラインという)の改定版が2020年3月11日に公表され、その中で、NICTの電波の安全性評価技術の研究成果が多く引用されました。新たな國際ガイドラインは、世界保健機関(World Health Organization; WHO)が推奨し、世界各國の電波防護規制に反映されるものであり、NICTの研究成果が國內外の電波の安全かつ安心な利用の促進に貢獻する形となりました。

経緯

NICTでは、攜帯電話の普及に伴う電波の安全性への関心の高まりを背景に、1996年より攜帯電話等からの電波の安全性を評価するための技術について研究開発を進めています(補足1)。一方、ICNIRP(補足2)では、1998年に電磁界への人體ばく露に対する防護レベルを定めた國際ガイドラインが策定されており、WHOが世界各國に推奨する等により、我が國を含め世界各國の電波の防護規制値として採用されています。ICNIRPでは、1998年以降の電波の人體防護に関する研究と攜帯電話等の電波利用の進展を背景に、2012年より國際ガイドラインの改定作業が進められていました。

新たな國際ガイドラインにおけるNICTの研究成果の引用

國際ガイドラインの改定において、人體の電波吸収特性(人體のどこにどれだけ電波が吸収されるのかを特徴づける性質)に関する2つの解決すべき課題がありました。
 第1の課題は、第5世代移動通信システム(5G)等で利用が本格化する準ミリ波?ミリ波帯において、人體を構成する皮膚や脂肪、筋肉等の様々な組織(生體組織)の電磁気的な特性が正確にわかっていないため、これらの周波數帯における人體の電波吸収特性が正確に把握できないことでした。この課題を解決するために、NICTでは図1に示す高精度測定システムを開発して多數の生體組織の電磁気的な特性を測定し、準ミリ波?ミリ波帯における生體組織の電磁気的特性のデータベースを世界で初めて構築してきました。このデータベースに基づき、準ミリ波?ミリ波帯において、従來よりも圧倒的に高精度かつ高信頼な電波の人體吸収特性(図2)を明らかにしました。ICNIRPでは、今回の國際ガイドラインの改定作業においてNICTを含む複數の研究機関からの研究結果が精査されましたが、NICTの研究結果が最も信頼性が高いものとして、新たなガイドラインにおける防護レベルの直接の根拠として採用されました。
図1:ミリ波帯電気定數測定システム
図1:ミリ波帯電気定數測定システム
図2:準??波???波帯における許容できる電波強度。赤実線はNICTの研究結果に基づく防護レベルであり?エラーバーは結果の信頼性を示す不確かさ(ある一定の確率で真の値が存在する範囲)。黒破線は従來の國際ガイドラインの防護レベルであり?黒実線は改定された國際ガイドラインの防護レベル。改定された國際ガイドラインでは?防護レベルが従來よりも緩和されている。
図2:準ミリ波?ミリ波帯における許容できる電波強度。赤実線はNICTの研究結果に基づく防護レベルであり?エラーバーは結果の信頼性を示す不確かさ(ある一定の確率で真の値が存在する範囲)。黒破線は従來の國際ガイドラインの防護レベルであり?黒実線は改定された國際ガイドラインの防護レベル。改定された國際ガイドラインでは?防護レベルが従來よりも緩和されている。
第2の課題は、攜帯電話で利用されている2GHz周辺の電磁波が小児に吸収される特性に関して、これまで報告されてきた結果がはたして正しいのかという點でした。近年、各國の研究機関では小児の數値人體モデルが複數開発され、これらの數値人體モデルを用いて、攜帯電話の基地局からの電波が小児にどの程度吸収されるのかが計算されてきました。一部の研究結果では、小児の電波吸収量が成人の電波吸収量を大きく上回っていることから、従來の防護レベルの修正が必要であると報告されてきました。一方で、用いられた小児の數値人體モデルの多くは、成人の數値人體モデルを縮小したものであり、必ずしも小児の標準的な體形や內部構造が正しくモデル化されたものではないという問題が指摘されていました。この問題を解決するために、NICTでは小児の醫療診斷畫像を基に數値人體モデルを新たに構築し、さらに國際放射線防護委員會(International Commission on Ionizing Radiation Protection; ICRP)が推奨する小児の體形と臓器重量のICRP參照値(補足3)に合致するように改良を重ね、世界で初めて電波の吸収特性の評価が可能なICRP準拠小児數値モデル(図3)を開発しました。これらのモデルを用いて小児の電波吸収量を精密に計算し、従來の防護レベルが妥當であることを明らかにしました。ICNIRPにおける今回の國際ガイドラインの改定作業では、NICTの研究成果(論文)が引用され、従來の國際ガイドラインで定めていた2GHz周辺の防護レベルを維持するとの判斷がされました。
図3:ICRP準拠小児數値モデル(左右両図とも?左から1歳児?5歳児?10歳児の數値モデル)。人體を構成する組織の種類により色分けして表示している。左図は皮膚を透明化した小児數値モデルの3次元表示畫像。右図は小児數値モデルの斷面図。
図3:ICRP準拠小児數値モデル(左右両図とも?左から1歳児?5歳児?10歳児の數値モデル)。人體を構成する組織の種類により色分けして表示している。左図は皮膚を透明化した小児數値モデルの3次元表示畫像。右図は小児數値モデルの斷面図。

補足1:NICTの電波の人體吸収特性の評価技術のこれまでの研究経緯

NICTでは、例えば2001年に、人體の皮膚や脂肪、筋肉等の様々な組織を微細なブロックで表現し、そのブロックで人體を構築した數値人體モデルを開発しています。數値人體モデルを用いることで、攜帯電話の基地局やスマートフォン等からの電波が人體にどのように吸収されるかを詳細に明らかにすることができ、現在、NICTの數値人體モデルは國內外で広く利用されています。近年では、5G等で利用が拡大する28GHz等の準ミリ波帯や更に高い周波數であるミリ波帯の電波の人體への吸収特性を正確に調べるため、NICTではこれらの周波數帯における生體組織の電磁気的特性(誘電率や導電率)のデータベースを構築してきました。

補足2:ICNIRPについて

ICNIRPは、非電離放射線(紫外線、可視光、赤外線、電波、電磁界)が健康と環境に與える影響について科學的な勧告と助言を行うことを目的とした利害関係者から獨立した組織です。WHOや國際労働機関(ILO)、國際放射線防護委員會(ICRP)、國際放射線防護學會(IRPA)と密接に連攜し、非電離放射線の人體防護に関する國際的な活動を進めています。ドイツに登録された非営利団體であり、議長、副議長および12名の委員からなる主委員會(Main Commission)と各プロジェクトに參畫する科學専門家グループ(Scientific Expert Group)から構成されています。主委員會および科學専門家グループのメンバーは國立研究機関や大學等の中立的な組織から選出されており、産業界の関係者は參畫できません。NICTからは、主委員會に渡辺聡一(電磁波研究所電磁環境研究室長)が、科學専門家グループに佐々木謙介(同室主任研究員)が參畫しています。

補足3:ICRP參照値について

ICRPは、X線やγ線等の電離放射線の人體防護に関する世界で最も権威のある組織であり、ICNIRPと同様に利害関係者から獨立した専門家により構成されています。ICRPでは放射線の人體安全性の評価を統一的に評価するために、成人男女及び小児(1歳、5歳、10歳、15歳)に対する標準的な人體の寸法および臓器の重量を「ICRP參照値」として定めています。

本件に関する問い合わせ先

電磁波研究所電磁環境研究室

渡辺 聡一

E-mail: wataアットマークnict.go.jp