クリプトン85は放射性のクリプトンで、自然界には存在しません-再処理工場の被ばくに影響のないものなどない!


クリプトン-85(85Kr)


半減期 10.76年


崩壊方式
ベータ線を放出して、ルビジウム-85(85Rb)となる。小さな比率でガンマ線が放出される。


生成と存在
人工的につくられる放射能。天然では、宇宙線と大気中のクリプトンの反応で生じるが、その量は少ない。存在量の測定を試みた1940年代後半には、アメリカの核兵器製造のための再処理がおこなわれたために、大気が汚染されていた。その時の測定値に基づいて空気1m3あたり0.001ベクレル以下と推定されている。
人工的には、核分裂による生成が重要である。1メガトン(TNT換算)の核兵器の爆発で400兆ベクレル(4.0×1014Bq)が生成する。電気出力100万kWの軽水炉を1年間運転すると、1.5京ベクレル(1.5×1016Bq)が生成する。
図1に、大気中のクリプトン-85濃度の時間変化を示す。


図1  大気中のクリプトン-85濃度の時間変化
「元素の事典」 p.133



現在の大気中濃度は、「核の時代」以前の1,000倍以上の1m3あたり1ベクレル以上になっている。大気圏内核兵器実験と再処理工場からの放出が汚染の原因であるが、最近は発電炉の使用済み燃料の再処理の寄与がほとんどすべてである。


化学的、生物学的性質
クリプトンは希ガスの一つで、他の物質と反応せず、体内に蓄積されることはない。


生体に対する影響
放出されるベータ線は水中で3mmまで届く。被曝は皮膚表面の外部被曝に限られる。吸入による体内の被曝線量は、体外の空気中にあるものによる線量より低い。近年の大気内濃度である1m3あたり1ベクレルの場所に1年間居た時の皮膚に対する線量はほぼ0.0004ミリシーベルトになる。


再処理工場からの放出
使用済核燃料を再処理すると、核燃料中に含まれる全量が大気中に放出される。六ヶ所村では、年間800tの使用済み核燃料を処理し、33京ベクレル(3.3×1017Bq)のクリプトン-85を大気中に放出する予定である。排気は高さ150mの排気塔から放出される。気象条件によっては、施設の近くだけでなく、遠く離れた青森、弘前、八戸のような都市にも多量のクリプトン-85で汚染された空気が到達する恐れがある。


放射能の測定
1m3の空気を採取し、冷却して1ccのクリプトンを回収して、ベータ線を気体計数管で測定すれば、大気中濃度が得られるよい。大気中濃度が高い場合は、ガンマ線の測定も地用できる。




放射線エネルギー(100万電子ボルト)ベータ線, 0.687 ((99.6%); ガンマ線, 0.514 (0.434%)
比放射能(ベクレル/g) 1.45×1013
比放射能(ベクレル/cm3) 5.0×1010
排気中又は空気中濃度限度(ベクレル/cm3) 1×10-1

以上《古川路明》様から

http://www.cnic.jp/themes/plone_taste02/logo.gif
クリプトン85は放射性のクリプトンで、自然界には存在しません-再処理工場の被ばくに影響のないものなどない!

 3月17日、青森県の『東奥日報』、『デーリー東北』紙上に、「青森県商工労働部資源エネルギー課」が『いっしょに考えましょう-原子燃料サイクル』という全面意見広告を掲載しました。その内容について、説明が不十分または誤解を招きやすいと考えられる点について、補足・解説します。
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【「青森県商工労働部資源エネルギー課」の意見広告】
●Q.1 再処理工場からはどんな放射性物質が出るの?
 A.1 再処理工場から出る主な放射性物質はクリプトン85、トリチウム、炭素14です。
  放射線を出す物質を「放射性物質」と言います。原子力発電所で使用した燃料を再処理するとクリプトン85、トリチウム、炭素14などの放射性物質が出ます。これらの放射性物質は、自然界でも絶えずつくられていて、もともと私たちの身の回りにあります。
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◆◆◆【クリプトン85は放射性のクリプトンで、自然界には存在しません】◆◆◆

◆放射線を出す物質を「放射性物質」といいますが、以下の解説では「放射性物質」と同様な意味で「放射能」と表記します。

◆自然界にクリプトンという物質は存在します。しかし自然界に存在するクリプトンは、クリプトン78、クリプトン80、クリプトン82、クリプトン83、クリプトン84、クリプトン86という6種類の、放射能ではないクリプトン(安定同位体)だけです。クリプトン85は放射能のクリプトン(放射性クリプトン)で、自然界に普通では存在しません。したがって、クリプトン85について言えば、【自然界でも絶えずつくられていて、もともと私たちの身の回りにあります。】という表現は明らかに間違いで、誤解を与えるものです。

◆放射能を持ったクリプトン(放射性同位体)はクリプトン85の他、クリプトン79、クリプトン81、クリプトン83m、クリプトン85m、クリプトン87、クリプトン88、クリプトン89などです。クリプトン85や他の放射能を持ったクリプトンは、核実験(核爆発)や原子力発電所の運転によって生み出される放射能(放射性物質)の代表的なものです。現在大気中で測定される放射性クリプトンの多くは、核実験(核爆発)や原発の使用済み燃料の再処理によって大気中に放出され存在するようになったものです。また放射性クリプトン81は、宇宙線によって生成され大気中に存在します。


高木『核燃料サイクル施設批判』p.173


◆放射能でないクリプトンは大気中の体積の0.000114%(1.14ppm)しか存在せず、地球上に存在する気体の中でも最も量の少ないものです。
しかし第2次世界大戦以降、核実験の実施、原子力発電や再処理工場の運転によって放射性クリプトン85の大気中の濃度はどんどん上がっています【図=大気中のクリプトン85の経年変化参照】。1955年から1970年の間に約15倍(北半球)に増加しています。この増加は核実験に起因するものでしたが、核実験が中止された70年代以降はほとんどが核燃料再処理工場を原因として増加しています。今日まで運転された大型の再処理工場は、英(セラフィールド)、仏(ラ・アーグ)など数ヶ所で、これらの工場によってそれ以前の核実験の量を上回るクリプトンが日々大気中に放出されています。六ヶ所再処理工場の運転によって大気中に放出される放射能の中でもクリプトン85は最大の量で、表1(下記参照)にあるように毎年3.3×10の17乗=330,000,000,000,000,000Bq(33京ベクレル)が六ヶ所村の上空に放出されます。放出の方法も、高さ約150メートルの排気塔から排風機を使って時速約70キロメートルの速さで大気中に放出されます。膨大な量の放射性クリプトンを放出するため放出口では許容濃度をはるかに超えているのですが、非常に高い排気塔から加速して排気し大気中に拡散することで薄めてしまうから、地上に降りてくるときに濃度が低くなり問題ないというのが国や日本原燃の説明です。

◆クリプトンは、無色無臭の気体状でしか存在しない放射能です。放射性のクリプトン85は半減期10.76年の放射能で、ベータ線を出して他の放射能(ルビジウム85)に変わります。気体なので閉じこめておくことが難しく大気中に漏れやすく、半減期が長いため大気中に蓄積するので、クリプトン85は大気中に貯蔵されるといっても過言ではありません。クリプトン85は原発の核燃料の中で発生し、再処理工場で最初に使用済み燃料を剪断(切断)する瞬間に開放されます。六ヶ所再処理工場では、開放されるクリプトン85を全量大気中に放出することになっており、毎年大量(330,000,000,000,000,000Bq=33京ベクレル)に放出され、広範囲な汚染を引き起こすと考えられます。またベータ線を出すので、工場周辺の住民の皮膚被ばくの原因となります。さらにチェルノブイリ原発事故の被ばく問題の解明から、血液中で染色体異常を起こす可能性も指摘されています。

◆クリプトン85を捕獲する技術は、東海再処理工場などでも開発され、回収作業が一部行われています。低温で吸着剤(活性炭など)に吸着させる方法です。六ヶ所再処理工場でも当初クリプトン85の回収施設が計画されていました。1988年に青森県議会に提出された資料(当時の北村知事名で出された「再処理施設予定地の地質に係わる『内部資料』」)には、「クリプトン処理建屋」が明記されていました。この資料には「トリチウム処理建屋」も記されていました。しかしこれらの施設は、費用がかさむこと、さらに回収したクリプトン85の貯蔵・処理などの問題が解決できないなどの理由から建設が放棄されてしまったのです。


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【「青森県商工労働部資源エネルギー課」の意見広告】
●Q.3 再処理工場から出る放射性物質の影響はどうなんだろう?
 A.3 再処理工場周辺で受ける放射線の量は、自然放射線よりもかなり小さいものです。
 再処理工場から出る放射性物質は、できるだけ取り除き排気筒(気体)や海洋放出菅(液体)から出されますが、その人体への影響は、最大でも年間約0.022ミリシーベルトと評価されています。
 (中略)
 この年間約0.022ミリシーベルトという値は、法令で定められた基準年間1ミリシーベルトの約50分の1、自然放射線の約100分の1、国内地域差の約10分の1です。再処理工場周辺で受ける放射線量は、私たちの日常生活には影響がないレベルと言えます。
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◆◆◆0.022ミリシーベルトは単なる計算値◆◆◆
 
◆六ヶ所再処理工場から放出される放射能は、気体、液体が下記の表のように放出されます。

表1
気体廃棄物中の放射能量
測定項目事業指定申請書記載の数値(Bq/年)
クリプトン853.3×1017
トリチウム1.9×1015
炭素145.2×1013
ヨウ素1291.1×1010
ヨウ素1311.7×1010
その他核種 
α線を放出する核種3.3×108
α線を放出しない核種(注1)9.4×1010
(注1)クリプトンー85以外の希ガス、ヨウ素-129、131以外のヨウ素は除く


表2
液体廃棄物中の放射能量
測定核種判定基準(Bq/年) (事業指定申請書記載の数値)
トリチウム1.8×1016
ヨウ素1294.3×1010
ヨウ素ー1311.7×1011
その他核種 
α線を放出する核種3.8×108
α線を放出しない核種2.1×1011



◆国や事業者、青森県は【再処理工場から出る放射性物質は、できるだけ取り除き】としていますが、クリプトン85の例にあるように、技術的に除去可能な放射能の除去を日本原燃は怠っています。また国もそれを認めています。気体廃棄物としては表1にあるようにク放射性リプトン85が33京ベクレル、トリチウム(三重水素:放射能の水素)は1900兆ベクレル、放射性炭素14が52兆ベクレル、放射性ヨウ素が280億ベクレルなどです。これらの放射能は、高さ約150メートルの排気塔から排風機を使って時速約70キロメートルの速さで大気中に放出されます。

◆同様に廃液として海に捨てられる放射能は表2にあるように、トリチウムが1.8京ベクレル、ヨウ素2130億ベクレルなどです。六ヶ所村の沖合3キロ、水深44メートルに設置された海洋放水管の放出口からポンプを使って時速約20キロで放出され、十分に希釈されるのでこれも安全性に問題はないというのです。

◆放射能の量というのはほとんど計算です。しかし問題は例えば「計算コード(ORIGEN)」の信頼性や、様々な入力数値の誤差の考え方、仮定の不確実性などさまざまにあります。何重もの仮定と計算コードを使って仮定に仮定を重ねた計算をするという評価の方法は、確実なものではありません。これらの仮定が正しいのか、はっきり実証されているデータはわずかです。さらにこの不確実な放出放射能量から、国や日本原燃はさらに恣意的な仮定を重ねて年間0.022mSv(22マイクロシーベルト)という被曝量を計算し「問題ない」と言っています。放出量さえこの値に収まる保証もなく、被ばく量は事業者の都合のよい条件で計算したものでしかありません。

◆放出放射能量は単なる計算値にすぎず、この値に収まる保証はどこにもありません。国の計算は、例えばヨウ素フィルターは99.9%の効率で放射能を除去する前提で計算されていますが、フィルターがこのとおり機能するかどうかわかりません。さらに排気塔や放水管から放射能が放出されると、それはどこかへ飛ばしたり流してしまうだけで、放射能が無くなるわけではないのです。むしろ放射能を拡散することによって、汚染を青森県以外の広い範囲に拡大することになります。飛ばしてしまう放射能、流してしまう放射能は、どこでどのような汚染や被ばくを引き起こすのか、調査されてもいません。

◆六ヶ所再処理工場から排出される放射能は、すべて原子力発電によって生み出されたものです。ほとんどのものは、自然界には存在しない人工放射能です。なぜ【法令で定められた基準年間1ミリシーベルト】という"被ばくの基準"があるかと言えば、日本で55基もの原子力発電所を運転しているため、自然放射線以外の人工放射能による被ばくを予定しなければならないからです。日本に原子力発電所や再処理工場がなければ、このような放射能からの被ばくを問題にする必要もなく、法律で被ばく量を定める必要もないのです。

◆被ばくに許容量などない!

 さらに一番重要なことは計算の値がどのようなものであっても、「被ばくが認められる量」などというものはない、ということです。【自然放射線の約100分の1】や【法令で定められた基準年間1ミリシーベルトの約50分の1】の比較は、それがどのような数値であっても六ヶ所再処理工場の稼働によって、毎年毎年これだけの被ばくを六ヶ所村の人々に押し付けるものです。さらに国の審査の対象にならなかった、膨大な量の"飛ばしてしまう放射能、流してしまう放射能"については、全く考慮されていません。これらの放射能は必ず自然の中で汚染を引きおこし濃縮され、人間社会に戻ってくるのです。このような汚染や被ばくを強要することなど、誰にも許されないことは自明です。
クリプトン85地表濃度に関する原燃の著しい過少評価
ラ・アーグでの実測値は原燃計算値の600万倍にも
―ラ・アーグでの実測値と気象指針による計算値との比較―


1.クリプトン85地表濃度に関する日本原燃の計算方式
 六ヶ所再処理工場では、クリプトン85は全量が高さ150mの排気筒から放出される。クリプトン85は、99.6%の確率でベータ線だけを放出し、残りの0.4%でベータ線とガンマ線を放出するが、実効線量に対して効くのは基本的にガンマ線である。
 日本原燃による実効線量の計算は、再処理施設安全審査指針の指針2(平常時の線量評価)の指示どおり、気象指針に基づいて行われている。排気は排気筒からさらに高く吹き上がるとされ、大気安定度によって異なるが、原燃の標準では吹き上がり高さは190mである。放射能雲(プルーム)の中心は常にその高さの位置にあるとされ、風に流されつつ上下左右に拡散すると仮定されている(原発施設の場合の下図参照)。風速は一般に高さによって異なり、排気筒高さでは大きく地表面では小さいが、計算ではプルーム全体が排気筒高さでの風速に従って流されると仮定している。排気筒近くでは、プルームが下まであまり拡散してこないので、地表面濃度は小さいという結果になる。
 はたして気象指針による計算は妥当なのだろうか。フランスのラ・アーグでは、実際に地表面でのクリプトン濃度が測定されているので、それと比較することによって妥当性を調べることができる。その結果、日本原燃の計算結果は、特に排気筒近くで著しい過少評価になっていることが明らかになる。
2.日本原燃も取り上げているラ・アーグでの測定結果とCTA
 青森県が2006年2月7日に公表した資料に添付されている日本原燃の2月7日付参考資料1には、ラ・アーグでの測定結果の一部が、下記の参考図1のグラフで紹介されている。


 そこには、1秒間当たりの排気筒からの放出率(Bq/s)と風下地表面でのクリプトン濃度が一つのグラフに書かれている(赤い線が濃度)。このグラフの例は、その右側に書かれているように、排気筒高さ100m、風下距離1000m地点、排気筒高さでの平均風速11.1m/s、大気安定度Dの場合であった。このデータは上記出典※1に書かれているが、それはフランス環境省の原子力安全・保全研究所(Institut de Protection et de Sûretê Nuclêaire)が行った実測のレポートである。
 そのレポートでは、日本原燃が引用しているグラフを含めて34の測定データが報告されている。各データごとに前記のグラフと同じように、風下距離、排気筒高さでの平均風速、大気安定度が報告されている。大気安定度はC型が4例で、残りの30例はすべてD型であった。
 そこで実際に報告されているのは大気流動係数CTA(Coefficient de Transfert Atmosphêrique)と呼ばれる量である。例えば前記のグラフには3つの山が見られるが、その山ごとに、一定時間の平均放出量と対応する平均地表面濃度を読み取ることができる。後者を前者で割れば、1秒間に1Bq放出したときの地表面濃度が得られる。これがCTAである。つまり、
    CTA=1秒間に1Bq放出したときの真風下での地表面濃度
前記グラフの例では、3つの山に対応した3つのCTAが得られている。
3.気象指針を用いたCTAの計算
 そこで今度は、日本原燃が採用した気象指針の計算方式をそのまま用いて、ラ・アーグの各測定例のCTAを計算してみる。ここで計算するのは、六ヶ所の場合ではなく、ラ・アーグの測定条件(排気筒高さ100m)の場合である。
気象指針の計算式は4つのパラメータを含んでいる。排気の吹上げ高さH、平均風速U、風下距離Xでの拡散の水平方向幅及び上下方向幅をそれぞれ決めるσyとσzである。このうちUは排気筒高さでの実測値で決まり、σyとσzは大気安定度A~Fについて各計算方式が気象指針に書かれている。
 問題は吹き上がりの高さHであるが、これは大気安定度に依存して決まるような計算式が日本原燃の申請書に書かれている。また、日本原燃の前記参考資料に、標準の場合として、六ヶ所の排気筒高さ150mの場合には190mを採用すると書かれている。ここでの計算対象はラ・アーグ排気筒高さ100mの場合であるが、日本原燃と同じ吹上げ比率(190/150)を用いて吹上げ高さH=125mの場合を計算する。また、比較のためにH=100mの場合も計算しておく。
 
4.計算結果と結論-日本原燃の計算への大きな疑問
 出典※1のレポートに書かれている34例中の大気安定度D型の30例について、気象指針によりCTAを計算した。H=125と100の場合の計算結果を、測定値とともに、下記の最初のグラフで示している。横軸は排気筒から風下方向への距離である。これを見ると、気象指針による計算値は予想通り排気筒近くで著しく下がっているが、測定値の方は意外と排気筒近くでも下がっていないことが分かる。また、吹き上がりの高さHが大きくなると、地表面濃度が相当に大きく下がることも分かる。
 次に、測定値と計算値の比を考え。比R=CTA(実測)/CTA(気象指針)は、毎秒ある量が放出されたときの地表面濃度に関する実測値と計算値との比を表している。その結果を下記の第2のグラフで示している(線は近似式を表す)。排気筒からの距離が小さいほど、ラ・アーグでの実測値は気象指針による計算値を大きく上回っている。距離が575mでは、600万倍もの値を示している。逆に気象指針は、実際の600万分の1程度の値しか実現していないということである。ということは、排気筒の傍であっても、気象指針に反して、クリプトン85が予想外に早く地表面に到達することを示している。
 さて、地表面におけるクリプトン85濃度が原燃の計算値(その元は再処理施設安全審査指針の方式)と大きく異なり、日本原燃は著しい過少評価をしていることが明らかになった。このことは否定しようのない事実である。そこで日本原燃や原子力安全・保安院は次の点について明確に答えるべきである。
(1)日本原燃(及び安全審査指針)の計算方式による地表面におけるクリプトン85濃度がラ・アーグでの実測値と比べて著しく過少評価になっていることについて、どう考えるのか。
(2)この事実を踏まえると、クリプトン85による実効線量の計算結果も過少評価になっている可能性があるが、それについてどう考えるか。
(3)クリプトン85からのベータ線照射による皮膚の等価線量の過少評価についてどう考えるか。
(4)原燃の評価では、炭素14など他の気体放射能もクリプトンと同じ拡散挙動をすると考えている。大気中放射能からのガンマ線照射以外のすべての被ばく(大気中ベータ線、地表沈着によるガンマ線、呼吸、農産物と畜産物の摂取による被ばく)はすべて放射能の地表面濃度で決まる。その地表面濃度の過少評価によるこれら被ばく線量の過少評価をどう考えるか。

(注)地表面濃度に関する事実から直ちにクリプトン85による実効線量が同じ比率で高い値を示すと結論することはできない。なぜなら、前述のように、実効線量をもたらすのは基本的にガンマ線であるため、地表面に居る人から十分離れた上空などのプルーム全体からの照射で実効線量が決まるからである。つまり実効線量は、クリプトン85の地表面濃度だけでなく、広い範囲の濃度分布で決まるのである。その濃度分布をどのようなモデルで捉えるかによって、実効線量は異なってくる。




ペガサス・ブログ版さま、ブログより

再処理で放出されるクリプトン85について [社会]

スパイラルドラゴンさんから,クリプトンガスの性質に付いての記述を付け加えてみてはとの提案をいただきましたので,少し調べてみました.クリプトン85の生体への影響などの詳しいデータは,ふつうの放射線の本などにはほとんど見られません.国際放射線防護委員会(ICRP)の77年と90年の「勧告」にも見つかりませんでした.公的な文書の中でようやく見つけたのが,ヨーロッパ議会が2001年に発行した「セラフィールドおよびラ・アーグの再処理施設からの有毒物による効果の可能性」の第4章です.
http://www.wise-paris.org/english/reports/STOAFinalStudyEN.pdf
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以下が該当部分の翻訳です.末尾に原文を付けます.またその後ろには,核データなどを付記しています.
4章 放射性物質の排出によるリスクの評価
4.2. 集団線量
4.2.4. 再処理プロセスで放出される重要な放射性核種
4.2.4.2. クリプトン85
 クリプトン85は半減期10.7年の,強いベータ線・ガンマ線の放射能である.これは核分裂生成物であり核燃料の内部に留まっているが,再処理プロセスで放出される.大気中に放出されたクリプトン85は,ベータ線により皮膚への外部被爆を,またガンマ線による一様な全身被爆を起こす.クリプトン85の一個の崩壊による線量は小さいが,放出されるクリプトン85の量は非常に大きく,再処理で放出される核種のうちで最大である.したがってクリプトン85からの線量は相当なものになる.クリプトン85は放出から数年で地球大気中に一様に分布してしまうので,クリプトン85による集団線量は重要である.
 クリプトン85は不活性ガスで,現在のところ,ヨウ素129や炭素14とは異なり,生命サイクルに入り込んだり,生物相に取り込まれたりすることはないと考えられている.クリプトン85による線量の評価は,実験データではなく理論モデルに基づいている.一時的,非定常的な被爆に関するデータは極めて少なく,それらから長期間の被爆量を信頼性を持って見積もることは困難である.
以下,文献情報と原文です.
Publisher: European Parliament
Scientific and Technological Options Assessment
Title: POSSIBLE TOXIC EFFECTS FROM THE NUCLEAR REPROCESSING PLANTS AT SELLAFIELD AND CAP DE LA HAGUE
Authors: WISE - Paris,
Date: November 2001

4. RISK ASSESSMENT OF RADIOACTIVE RELEASES
4.2. COLLECTIVE DOSES
4.2.4. Important Radionuclides in Reprocessing Releases
4.2.4.2. Krypton-85 (85Kr)
Krypton-85 is a strong beta-gamma emitter with a half-life of 10.7 years. It is a fission product retained in reactor fuel until released during reprocessing. Krypton-85 released to atmosphere exposes people to external beta irradiation of the skin, and to uniform whole body gamma irradiation. Although the dose from a single decay of krypton-85 is small, the amounts of krypton-85 discharged are very large − the largest of all nuclides emitted by reprocessing. Accordingly doses from krypton-85 are appreciable. Krypton-85 distributes uniformly throughout the earth’s atmosphere within a few years after release, so collective doses from krypton-85 are important.
Krypton-85 is an inert gas and is currently not thought to enter life processes nor be incorporated in biota, unlike iodine-129, carbon-14 and tritium. Krypton-85 dosimetry is based on theoretical models rather than experimental data. The little data which exists refer to acute, non-equilibrium exposures: it is difficult to estimate long-term doses reliably from such information.
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核データ,化学データ
クリプトン85は1崩壊あたり,99.6%の確率で最大エネルギー0.69メガ電子ボルトのベータ線,0.4%の確率で最大エネルギー0.17メガ電子ボルトのベータ線と0.51メガ電子ボルトのガンマ線の組,を放出します.
典拠 http://t2.lanl.gov/cgi-bin/decay?203,3646
   http://t2.lanl.gov/data/decayd.html
化学便覧によると,クリプトンの水に対する溶解度(詳しくはオストワルド溶解度係数)は,20℃で0.067です.(ちなみに炭酸水やサイダーでおなじみの炭酸ガスの溶解度は同じ温度で0.94です.)

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