付録1 原子炉等利用に関する共同研究報告書
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(2) 付録 l. 原子炉物理・原子炉応用に関する研究 研究総括責任者竹田敏一(大阪大学大学院工学研究科) 本年度における原子炉物理・原子炉応用に関する研究は. 1 2件となった。これらを分. 類すると、以下のように 6つの分野になる。. (1)原子炉の基礎的な特性(炉特性) . . ..1-1 、 -4、 (2)原子炉の動特性とくに炉雑音解析..... 1 -3 (3)中性子ラジオグラフィ-..... 1 2、 ( 11 ) 1 8、 ( 11 ) (4)炉周辺の中性子と γ線測定..... 1 7 、 -9 、1 0 (5)放射化実験..... (6)検出器の開発..... 1 1 1 (7)照射実験..... 1 1 2. -5~. -6. (1)では、昨年度行われた 4件の継続が実施され、補助測定者として本年度. まず、. も多数の学生が参加し、教育面での成果を着実に上げている。 か)では、. 1-1(名大・工、井口ほ. 1 9 8 6年以来測定されてきた各制御棒の制御棒反応度の測定値の推移が示さ. れ、考察が加えられている。次に、炉停止時と炉運転時のパックグラウンド γ線スペク トルを比較している。次に、蛍光コンパータと高感度フィルムを使った中性子ラジオグ ラフィー撮影を行い、 γ線と中性子線での映り方の違いを比較している。 次に、 1-4(神大・海事科学、北村ほか)では、金箔を用いて熱および熱外中性子束 分布を測定している。今年度は、教育的観点から実験の前後における学生の意識調査を アンケート形式で実施している。 次に、 1-5 (阪大・工、竹田ほか)では、前半に制御棒反応度価値の測定と金箔を用 いた中性子東分布の測定が、後半に臨界近接実験が行われた。 次に、. 1-6(九大・工、池田ほか)では、原子炉内の中性子束の絶対値を、放射化法. を用いて求めるもので、前代表者の的場らが長年にわたって確立してきた精密計測シス テムを用いた教育プログラムである O 次 に (2)のうち、. 1-3(摂南大・工、山田ほか)は、原子炉から放出される即発 γ. 線の時系列データを用いて、未臨界度などのパラメータを推定する試みである O 今年度 は、黒鉛遮蔽体の外側で γ線測定と中性子相関の測定を行い、 γ線測定で相関測定が可 能であることを確認した。 次 に (3)の. 1-2(大阪府大・先端研、谷口ほか)は、冷却型 C C Dカメラを用いた. 中性子ラジオグラフィ一技術の検討であり、今年度は赤色発光と緑色発光のガドリニア を塗布した二色発光シンチレータの感度について評価を行なった。 次に. ( 4)の 1-8(福山大・工、占部ほか)は、 γ線遮蔽体付き N E 2 1 3シンチレー. タを使った低線量中性子スペクトル測定の研究である。今年度は、精度の高い波高分布 を得るための条件の明確化などの成果が得られた。 次 に (5)のうち. 1-7(広島大・工、遠藤ほか)は、 L E Tカウンターを用いたマイク.
(3) Vo l . 42 ( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. ロドシメトリ手法による線質評価を目的とした研究で、今年度はマウス照射条件での線 量測定が行われた。. 1-9(九大・工、石橋ほか)は、 「弱い相互作用」の場を有する物. V場物質)を利用して、核分裂生成物の β崩壊を促進しようとする試みである。今 質 ( 年度は、昨年度に引き続き、. 「弱い相互作用」の場を変えて崩壊の促進方法を見出す可. l 3 5および I n 1 1 6を用いた実験を行なった。 1-10 (金沢大、小村 能性を探るべく、 C ほか)は、金箔照射実験における金の自己吸収効果の評価であり、金粒と金箔を原子炉 内および原子炉生体遮蔽外壁に設置し、. A u 1 9 8の放射能を測定した。この結果、後方. からの中性子散乱を無視できる金粒による実験の有効性が示唆された。 次 に (6)の 1 -11 (福井工業高校、前多ほか)は、比例計数管の構造を改良するこ とにより、中性子の位置をも検出できる装置を開発することを目的にした研究である。 昨年度は、. C dスリット法と部分的ホウ素塗布法の 2種類の構造を持つ検出器が試作さ. れた。今年度は、位置検出器としての位置分解能を調べる実験を行い、 α粒子や L i 7 粒子による半値分解能が 2 -3m mであることを見出した。 次 に (7)の. 1 1 2(大阪産業大、福田ほか)は、宇宙放射線健康管理を目的に検討. されているカルシウム化合物をベースとした T L Dの γ線感度を評価するために照射実 験を行ったものである。新たに製作した C a F z : T b， S m， N a C l焼結体や C a Fz : T b， S m， G d焼結. a F z : T b， S m焼結体よりも γ線に対して T L強度が高いことがわかった。 体は、 C 以上のように、多くの独創的な実験研究が進められ、研究成果が着実に上がりつつあ る. O. その大半は国内外の学術雑誌、国際会議、国内の学会で発表され、原子力工学の発. 展に役立っている o 国内外を問わず、大学が主体となって利用できる原子炉研究施設が ますます限定される反面、施設の新設の目途が立たない状態が続いている。教育面、研 究面での原子炉施設の有効性について関係各署にアピールし、研究施設の環境整備に努 めねばと強く感じる次第である。. - 8 1-.
(4) 付録 l. ( 1 ). 近畿大学原子炉の炉特性の測定と利用 代表者:井口哲夫(名古屋大学大学院工学研究科). 〔要約〕. 制御棒校正、空間線量率およびスペクトル測定、中性子ラジオグラフィ実験を 4年 生 1 4名 とともに 7月 1 ， 2日に行った o 調整棒およびシム安全棒については炉周期法を、またシム安全 棒および安全棒(#1、#2)については落下法を使用し制御棒価値校正を行った O 各制御 棒の価値はここ数年安定していて、調整棒以外の 3本の安全棒の価値はほぼ等しかった. O. 炉出力 1W時における炉室内の γ 線線量率を電離箱型サーベイメータで、中性子線量率 を中性子レムカウンターで測定した。多少高い線量率を示す場所もあったが、安全上問題と なる線量は認められなかった また、炉運転時と炉停止時のバックグ、ランド γ 線スベクトノレを O. HPGe検出器で、測定し、運転時には炉の構造材の主成分で、ある Feの即発 γ 線ピークが観察. されたが、炉停止時には特別なピークは認められなかったo 1W運転時における中性子ラジオグ、ラフィ撮影を蛍光コンバータと高感度フィノレムとの組み 合せで行い、同じサンフ。ノレをX線で、も撮影し、中性子とX線の性質の差を検討した。. ( 2 ). 高感度中性子ラジオグラフィの実用化に関する研究 ( V I I ) 代表者:谷口良一(大阪府立大学先端科学研究所). 〔要約〕. 赤色発光と緑色発光のガドリニアをそれぞれ、 125μm、240μm 塗布した 2色発光シンチ. / レータと冷却型カラ一 CCD カメラを用いた高感度中性子画像撮像を行い、感度および、 n γ 特性の評価を行った。その結果、. 2色発光シンチレータの感度は、現在最も高感度である. と言われている ZnS( L i F )に匹敵すると評価された。また、ガンマ線と中性子の照射による色 調の変化も観測された。しかし、カラ一 CCD の色調は、明るさ、露光時間によって大きく変化 することから、中性子およびガンマ線照射による色の変化がそのまま n / γ の値として利用す ることには注意が必要であることが明らかとなった。色情報の利用のためには、さらなる検討 が必要で、ある。. 6 口. 山 つ.
(5) 近畿大学原子力研究所年報. Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). ( 3 ). γ線による炉物理定数の推定 ( V I ) 代表者:山田澄(摂南大学工学部). 〔要約〕. 核燃料の加工及び再処理の工程における臨界監視技術の確立とその高度化に関連して， γ線に着目した炉雑音解析のための測定をこの原子炉を使用して実施した。今年度は，炉. e y n m a n α 法による測定を行った。そして，その感度を昨年度 外に γ線の検出器を置いて F 行った中性子による測定と比較した o 原子炉で中性子相関の測定を行う場合は，中性子の 時系列信号が当然使用できる。しかし，核燃料加工や再処理を想定した場合には，中性子 源の強制的な使用など特殊な場合を除いて中性子信号の観測は余り期待できない。そこで， γ 線による測定の可能性を調べている。更に，炉心に置いた検出器で測定する従来の手法. とは異なり，測定の対象である体系の外側に放出される放射線で相関を検出する必要性も 考慮、して炉外で、の測定を行った。中性子と γ線の両者の測定を比較した結果，黒鉛反射体 の外側で γ線を検出することによって相関測定が可能で、あることが確認で、きたo. ( 4 ). 原子炉の制御棒効果と中性子束分布の測定 代表者:北村晃(神戸大学海事科学部). 〔要約〕. 動力システム工学課程学生に対する 3 日間の学生実験として、制御棒較正並びに金箔 放射化法による中性子束垂直方向分布の測定を行った o 4 本のマニュアルストリンガ ( MS) 位置における金箔放射化反応率分布は約 8 %の非対称性を示したが、一部昨年度と異なる 結果も得られており、更にデータを積み重ねる必要がある。 一方、教育的観点から、実験前後における学生の意識調査をアンケート形式で、行った o 今 年度報告書ではこのアンケート結果の検討を中心に報告している。. 。 円 nHU.
(6) 付録 l. ( 5 ). 近大炉・中性子束分布詳細測定 代表者:竹田敏一(大阪大学大学院工学研究科). 〔要約〕. 本年度は、前半と後半の 2回に分けて測定実験を行った 前半では、大阪大学原子力工 O. 学科 4年生全員 3 9名が 3班に分かれ、教官の指導の下に、原子炉起動・運転実習、制御 棒校正、中性子束分布測定、空間線量測定実験を行った 実 験 期 間 は 7月 6 日 、8 " ' " ' 9日 O. 0分より午後 5時までの計画で実験を実施した。後半では、同 であり、各自ともに午前 9時 3. 2 日および 1 3 日である。 メンバーを 2班に分け、臨界近接実験を行った o 実験期間は 7月 1 得られた実験データは、近大炉における炉物理定数の統計精度の測定と、その向上に資す るためのものである。. ( 6 ). 原子炉中性子の精密計測システムの開発研究及び原子炉を用い た実験実習 代表者:池田伸夫(九州大学大学院工学研究院). 〔要約〕. 九州大学と徳島大学の学生を対象に原子炉運転実習を行なった。 1 1 回目の本年度は、 9 月 7 " ' " ' 8 日にかけて実施した。本年度は、例年行っている原子炉の起動・運転の実習、放射. 化法による炉内中性子の絶対測定、漏洩 γ 線の測定等の内容の内容に加え、初めての試 みとして臨界近接実験を行なった O 放射化法による炉内中性子絶対測定では、熱中性子に よる N a-23 の放射化反応を利用して原子炉内の中性子束分布を調べた。 Na-23 の試料に. N a a-24の放射能の絶対測定に は試薬炭酸ナトリウム ( 2CO)を用い、放射化して生成した N はガンマ線サムピーク法を用いた。その結果、中性子束分布の絶対測定に関しては、本年 度も昨年度までと同様の結果が得られ、本実習で用いてきた測定法の信頼性を確認するこ とができた。今後も本実習を通じて学生に原子炉物理や放射線計測に対する理解を深めて もらえるよう努めていくとともに、中性子束分布の測定法についても検討していきたいと考え ている。. -8 4-.
(7) 近畿大学原子力研究所年報. Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). ( 7 ). マイクロド、シメトリー手法を用いた. UTR-KINKI中性子場の線質の. 評価 代表者:遠藤暁(広島大学原爆放射線医科学研究所) 〔要約〕. 本研究においては、 LETカウンターを用いたマイクロドシメトリ手法による線質の評価を行 うことを目的とする。 LETカウンターは組織等価な器壁をもっガス比例計数管に組織等価ガ スを封じ込めた検出器である。ガス圧を変化させることで生体組織中に付与されるエネルギ ーを模擬的に測定する。このマイクロドシメトリで、得られる y分布は、ごく小さい(1'-""数 μ)生 体組織に付与されるエネルギ一分布を通して、生物効果比見積もることも可能である。本研 究を行うことで UTR-KINKI の生物照射場としての特性を明らかにすることができる。本研究 年度においては、まず最初に生物照射場中における線量をおさえるため、生物照射条件の 中でも UTR-KINKI中の線質を大きく歪ませると考えられるマウス照射条件で、の線量を測定 した。その結果、マウス 6匹まででは γ 線線量はほぼ一定で、あった o それに対し中性子線量 では、マウス自体による吸収、散乱により 1 5 %程度減少することが示された。. ( 8 ). 近大炉周辺作業環境のn、γ 同時スペクトル測定に基づ、く被ばく線 量評価 代表者:占部逸正(福山大学工学部). 〔要約〕. 原子炉施設周辺の作業環境における線量評価では、これまで、カンマ線と中性子がそれ ぞれ個々に測定・評価されてきたが、線量測定の効率化と精度の向上を目的として、 NE213 シンチレーションスベクトロメータによる n・γ 同時スペクトル測定の適用の可能性を検討した。 中性子とガンマ線の同時分離測定は波形分析装置と多次元 MCAを使用して行なった。今 回の測定では、 O.01W 運転時の炉頂における炉心スペクトルの測定が可能なことが分かつ たが、さらに精度の高い波高分布を得るために、炉頂等の高線量率領域で、はパルスのパイ ルアッフ。の除去が重要になり、また炉室近辺の比較的長時間の測定が必要なところで、はマ ノレチモードアンフ。やパルスシェイプ。アナライザ、の動作の安定性が重要になり、特に前者の安 定性が重要になることが明らかとなった o さらに、中性子エネルギースペクトルの評価の結果、 高線量率域の問題は、ガンマ線の遮蔽や検出器の大きさ等幾何学的な条件を工夫すること で改善できるが、低線量率域の測定の効率化の観点から、精度の高い応答関数を中性子、 ガンマ線ともに必要なことが明らかとなった. O. Fhu 口HU.
(8) 付録 1. ( 9 ). 塩素 38及びインジウム 116のベータ崩壊の揺らぎに関する研究 代表者:石橋健二(九州大学大学院工学研究院). 〔要約〕. 原子力発電で、生じる高レベル放射性廃棄物のうち、約 98協を占める核分裂生成物の大部 分は弱し、相互作用に伴う・崩壊を行なうが、現在のところ・崩壊を直接的に促進する有効な 方法はない。電磁相互作用や強い相互作用の型が V 型相互作用であるのに対し、弱し、相 互作用は Y-A型相互作用であるとされている。本ク、ルーフ。で、は、 Y-A型ではない弱し、相互 作用の場を有する条件を探索している。本研究は、昨年度までの研究に引き続き、~~し、相. 互作用の場を変えて・崩壊の促進方法を見出す可能性を探ることを目的とした。原子炉で. NaCl粉末及びインジウム箔を放射化して・崩壊核種である 3 8 C l及 び 1 1 6 I nを生成し、各放射 化試料を当グループ。で、開発中のニュートリノに有感な信号を発生している小型装置内に入 れ、放出されるガンマ線スペクトルを高純度 Ge検出器により数時間連続測定した。本来ラン ダムな事象である崩壊率の揺らぎに注目し、その周期成分をフーリエ解析により抽出した。. 9 8 A u の崩壊率の周期特性に対する解析結果とは その結果、昨年度までに得られたような 1 異なり、外的環境の違いによる崩壊率の揺らぎの周期特性に明確な差異は見られなかった o. (10) 中性子照射による極低レベノレ放射能測定用の微弱標準 γ線源の 作成 代表者:小村和久(金沢大学自然計測応用研究センター) 〔要約〕. 粒径の異なる金粒および金板を重ねたものを中性子照射し、金を環境中性子束測定用の. . 8 " " ' 3. 4 mm の金 検出器として用いる際の中性子自己吸収評価を実験的に行った 粒 径 0 O. 粒 7個および 42x 200x 0 . 1 5 .mm の純金板 l枚と約 3 9x 150x 0 . 1 2mmの純金板 4枚 を重ねたものを原子炉内および生体遮蔽外壁においてそれぞれ中性子照射を行い、高純. 9 8 A uの放射能をそれぞれ測定した。 度井戸型 Ge検出器を用いて、金粒および金板中の 1 金粒を用いた実験では、粒径の増加とともに、中性子の自己吸収により 1 9 8 A uの生成量がほ ぼ指数関数的に減少しているとしづ結果を得、金の粒径が 1mm増加すると 1 9 8 A uの生成量 が約 25 %減少することがわかった 過去の近畿大学実験を含めて、金板試料を用いた実験 O. では、後方からの中性子の影響が見られ、その影響を無視できる金粒による実験の有効性 が示唆された。. -8 6-.
(9) 近畿大学原子力研究所年報. Vol . 42 ( 2 0 0 5 ). (11) 傾斜線位置読み取り法による中性子位置検出器の開発 代表者:前多信博(福井工業高等専門学校電気工学科) 〔要約〕. 平成 1 5年度の「近畿大学原子炉等利用共同研究」で、陽極芯線に沿って 2本の位置読 取線を張った比例計数管が、中性子位置検出器として作動する事がわかった o (前多信博， 伊藤異，堀口哲男，. 傾斜線式位置読取法による中性子位置検出の可能性，. 孔 ベ DIOISOTOPES， Vo. 15 3， 6 1 1 6 1 5 ( 2 0 0 4 ) ). 平成 1 6 年度は、この検出器の中性子位置検出器としての位置分解能を調べた。アルミア ング、ルに中性子転換物質として、天然ホウ素とチッ化ホウ素を幅約 1mm、間隔 lcmで交互 に塗り、これを比例計数管内に設置した。熱中性子と. 1 0. 8 の核反応で生じる荷電粒子 ( α、. 7 Li)を検出した。これらの荷電粒子は核反応で発生後、転換物質層を通り抜けで出てくるの で、 α 粒子のエネルギーは 0~ 1. 47MeV 、 7Li のエネルギーは 0~0.84MeV の分布を持つ。. このような粒子のエネルギーや計数ガス (PRガス)の圧力と位置分解能の関係を調べた。エ. 0気圧の ネルギーが約 0.6MeV以下の粒子に対する半値幅位置分解能は、計数ガス圧1.0 4気圧のとき約 2mmになった。 とき約 3mm、言十数ガス圧1.4. (12) 宇宙線によるカルシウム化合物の熱蛍光特性の研究 代表者:福田和悟(大阪産業大学人間環境学部) 〔要約〕. 昨年度、原子炉内放射線と 6 0 C o を用いて測定した CaF2: T b， Sm焼結体の TLグ、ロー曲線 において観測される 378K付近の TLピークが γ線に対して熱蛍光線量計 (TLD)として活用 できること明らかとなった。本年度は、 CaF T b， Sm 焼結体、 CaF2: T b， Sm 単結晶、 2:. CaF2: T b， Sm， NaCl 焼結体に 6 0 C o による γ 線照射を行い、熱蛍光 ( T L )を測定した結果、 CaF2: T b， Sm焼結体は測定した範囲内では TLDとして有効で、あった。一方、 CaF2: T b， Sm単 結品において、ほとんど TLは観測されなかったo 焼 結 体 を 作 成 す る 際 に Tb407、Sm203 とともに結合剤として NaCl を 加 え た. CaF2: T b， Sm， NaCl焼結体は CaF2: T b， Sm焼結体よりも強し、 TL強度を示すことが分かった。 今回、 CaF2: T b， Sm， Gd 焼結体を作成し、紫外線照射に対する TL を測定した結果、. CaF2: T b， Sm焼結体の TL強度に比べ、 3倍から 5倍の TL強度を示すことが明らかとなったo このことから、次年度は、 CaF T b， Sm， Gd焼結体あるし 1は CaF2: T b， Gd焼結体を用いて原子 2: 炉内放射線に対する TL特性を測定し、 TLDとしての改善を進めたい。. - 8 7-.
(10) 付録 l. 原子炉イじ学・放射化学に関する研究 研究総括責任者. 山中. 伸介(大阪大学大学院工学研究科). 原子炉化学・放射化学に関する研究では、平成 16年度は下記の 2件の研究が採択、 実施された O. (1) 食品中のナトリウムと塩素の放射化分析. (2) 大気環境トリチウムの挙動に関する研究 研 究 (1)は過去数年間実施されている一連の研究であり、極抵出力原子炉を用い て献立および食品中の Naと塩素 (CI)の同時測定を行い、 Naから換算した食塩量と. C lから換算した食塩量を求め、各種食品中の値について比較検討している。本年度は 前年度と同様に、子供達の晴好品であるスナック菓子類に含まれる食塩量について検. lは検出されないもの 討した O 各種スナック菓子類すべてより Naは検出されたが、 C もあった O また、前固までの報告と同様に、使用原料の一つに調味料(アミノ酸等) との表示があり、 Na量から算定した食塩量の方が C l量 か ら 算 定 し た 食 塩 量 よ り も 高 い値を得る傾向が認められた。駄菓子としての一食分より摂取する食塩量は、製品に よって差がみられるものの、多くて O.5g程度であった o 但 し 、 摂 取 量 が 多 く な る と この限りではない。 研 究 (2)は、大阪薬科大学、京都大学、新潟大学および近畿大学の共同研究であ り、過去 3年間より引き続き実施されたテーマで、研究目的は「環境中および原子炉 施 設 周 辺 大 気 中 の 3Hの迅速分別捕集と形態別測定評価」である。本年度得られた大 気中 HTOお よ び 総 ト リ チ ウ ム 濃 度 の 観 測 ・ 測 定 デ ー タ は 、 昨 年 度 ま で の 結 果 と ほ ぼ 同じ傾向を示したが、本年度は特にガソリンエンジンの吸気口を地上から 20cm高の 位 置 に 統 ー し た O 結果、総 3H濃度の一日あたりの平均値は、岡井らの報告している 3 成 分 の 合 計 値 の 約 2倍 に 相 当 し た 。 こ れ は 、 一 昨 年 以 前 に 得 ら れ て い た こ の 比 ( 約 3 倍 ) に 比 べ る と 、 よ り 低 い 値 で あ る 。 そ の 理 由 と し て 次 の 2つの因子が考えられる。 ①本年度の実験では、吸気口を地表から以前の 2倍の高さに設定したこと ② 総 3H濃度の値は季節にも左右されていること これらの因子から、地表土壌から僅かに放出されているガス状成分のトリチウム化合. ?)の 物の存在が予想され、まだ未確定であるが、その化学形のーっとして NH2T ( 可 能 性 を 考 慮 中 で あ る 。 平 成 17年度には、その可能性の検討と検出確認を目指す。 以 上 の よ う に 、 原 子 炉 化 学 ・ 放 射 化 学 に 関 す る 研 究 は 二 件 あ る が 、 研 究 (1)は放 射化分析法の食品科学への応用と正確なデータの蓄積という観点から重要な研究であ るO 研 究 (2)は 3H による環境影響を正確に評価するために自然界での動態を把握 しようとする重要な研究である O これら二件の今後のさらなる発展を期待する。. 一. 8 8-.
(11) Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. ( 1 ) 食品中のナトリウムおよび塩素の放射化分析 代表者:山本忠志(兵庫教育大学学校教育学部) 〔要約〕. 健康に及ぼす食事の影響については量と質の両面から重要視され、過剰のナトリウム. ( N a )摂取は血圧を上昇させる因子のーっとして健康管理上注意が払われている。そこで、 我々は極抵出力原子炉を用いて献立および食品中の Na と塩素 ( cl)の同時測定を行い、. Naから換算した食塩量と C lから換算した食塩量を求め、各種食品中の値について比較検 討している。今回、子ども達の噌好品としてよく食されている駄菓子類に含まれる食塩量につ いて検討し、以下の結果を得た。 1)各種駄菓子類に Naはすべて検出されたが、 C lでは検出されないものもあった o. 2 )前固まで、の報告と同様に使用原料の一つに調味料(アミノ酸等)との表示があり、 Na 量か ら算定した食塩量の方が C l量から算定した食塩量よりも、高い値を得る傾向が認められた。 3 )駄菓子として，一食分を摂取する食塩量は製品によって差がみられるものの、多くて 0 . 5 g. 程度で、あった。但し，摂取量が多くなるとこの限りではない。. ( 2 ). 大気環境トリチウムの挙動に関する研究 代表者:木村捷二郎(大阪薬科大学薬学部). 〔要約〕. 昨年に引き続き、家庭用の大型除湿器および小型のガソリンエンジン発電機を用いて、原 子炉施設周辺における大気中のトリチウムを HTO型と総トリチウム ( HTO、HT、CH3Tおよ びその他の化学形)に分けて採取し、それぞれの濃度の時系列変化を求めた。平成 1 6年 / 1 3 ' " ' '1 4 近大炉排気筒北側約 度には、 2回の試料採取・測定実験を行った。場所は、① 7 10m、② 9/1' " ' ' 2 京大炉排気スタック南側約 300m、の地点である。 結果として、一昼夜における大気中の HTOと総トリチウム濃度の変動は、①では、 2 0 ' " " 42mBq/m3 1 2 0 ' " ' '190mBq/m3、②では、 1 9 ' " ' '28mBq/m3 1 1 0 ' " ' '150mBq/m3 の範囲であり、. HTOのみの濃度は岡井らの報告値とほぼ同じである。一方、総トリチウムの濃度については、 近大炉周辺での 7 月と 9 月における日中平均値は、岡井らの HTO 、HTおよび CH 3T の合 計値の約 2 倍である。この場所では、 9:00、19:00および 3:00において HTO濃度にやや高 い値が見られた。しかし、 HTO濃度と総トリチウム濃度との聞には何ら相関は見られない。一 方、京大炉周辺では、 HTO濃度と総トリチウム濃度のいずれにおいても、深夜での濃度が やや低くなる傾向を示すが、 2:00 において、いずれも僅かな濃度上昇が見られた。この僅か な濃度上昇について、定量的な比較はできないが、京大炉付近の風向変化と合わせて考え ると、排気スタックからの影響と考えることもで、きる o. - 8 9-.
(12) 付録 l. 生物の放射線影響に関する研究 研究総括責任者. 米海義彦(鳴門教育大学学校教育学部). 平成 1 6年 度 の 生 物 の 放 射 線 影 響 に 関 す る 研 究 は ， 昨 年 度 よ り 1課 題 増 加 し ， 次 の 8 課題で実施された O. 3- 1 3- 2 3-3 3-4. 米 津 義 彦 ほ か 3名. 速中性子による植物の染色体突然変異の研究. 池 田 秀 雄 ほ か 3名. 植物の形態形成に対する放射線の影響. 谷 口 研 至 ほ か 5名. 速中性子による植物培養細胞の突然変異研究. 吉 田 茂 生 ほ か 5名. 低線量放射線による細胞損傷・修復機構と刺激効果に 関する基礎的研究. 3-5 高井明徳、ほか 3名. 中性子線による魚類細胞における小核誘発に関する 研究. 3-6 根 岸 友 恵 ほ か 2名. ショウジョウパエ体細胞の放射線誘発アポトーシスに 関する研究. 3-7 河 井 一 明 ほ か 3名 3-8 野 村 大 成 ほ か 5名 生物系の研究課題は，. 放射線被曝による生体過酸化物生成とその防御 核分裂放射能によるヒト臓器・組織傷害の発生機構. (1) 放射線の生物作用の解明と，. タ一系の開発に大別される. (2) 放 射 線 の 生 物 モ ニ. O. (1) 放 射 線 の 生 物 作 用 の 解 明 谷 口 ら ( 研 究 計 画 3- 3) は ， こ れ ま で に 放 射 線 照 射 に よ っ て ， ク レ ピ ス 培 養 細 胞 の細胞周期に関する多くの温度感受性突然変異系統を分離しているが，本年度は昨年 度にクレピス属植物の雑種起源の懸濁培養細胞から選抜された系統の温度感受性の検 討を行うとともに，新たにアラビドプシス(シロイヌナズナ)の培養細胞からの温度 感受性株の分離を行うための苗条原基の作出を試みている。前者では，選抜した 統について検討した結果，. 5系. 3系 統 で は 温 度 感 受 性 の 消 出 が 見 ら れ ， ま た 残 り の 2系 統. 3 0C) で の 増 殖 の 明 確 な 低 下 が 見 ら れ ず ， は温度感受性を保持しているものの高温 ( 0. さらに検討が必要であるとしている O 後者では，無菌的に播種して得られた幼植物体 から苗条原基を得て，現在懸濁培養系での増殖が継続されている。このアラビドプシ スは. r 植物のショウジョウバエ」と呼ばれる植物で，様々な分野でモデル植物とし. て用いられており. 3. 懸濁培養系からの細胞周期に関する温度感受性系統が分離されれ. ば，植物細胞における細胞周期の制御機構を解明する実験系として重要な役目を果た すものと思われる。 吉 田 ら (3- 4) は ， 低 線 量 の 放 射 線 の 生 物 影 響 を 検 討 す る た め に ，. 3種 類 の 酵 母. 菌 ( 野 生 株 1種 類 と 放 射 線 感 受 性 株 2種 類 ) を 用 い ， そ の 倍 加 時 間 を 指 標 と し て 研 究 を行っている O 原 子 炉 内 照 射 で は ， 数G yの 線 量 域 で ， 放 射 線 感 受 性 株 の 倍 加 時 間 の 短. -9 0-.
(13) V o l .4 2( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. 縮 が 見 ら れ た が ， 野 生 株 で は 変 化 が 認 め ら れ な か っ た 。 一 方 ， 同 線 量 域 の X線では， 原子炉内照射とは異なり. 3. 倍加時間の著しい変化は認められなかった。今後は，線量. 率 依 存 性 に つ い て も ， 線 質 と の 関 係 を 含 め て 実 証 実 験 が 計 画 さ れ て お り ， X線 と 中 性 子線の生物作用の違いについての知見が得られるものと期待される。 根 岸 ら (3- 6) は ， シ ョ ウ ジ ヨ ウ パ エ の 複 数 の D N A障害修復欠損株を用いて，. X線 照 射 後 の ア ボ ト ー シ ス 誘 導 と 突 然 変 異 の 誘 導 に つ い て 研 究 を 行 っ て い る O 本年度 は尿酸欠損株を用いて，酸化傷害が細胞障害の要因になっているか否かについて研究 を行っている。 X線 に 対 し て は 3 尿 酸 欠 損 株 の 方 が 野 生 株 よ り 感 受 性 が 高 か っ た が 3. D N Aの 酸 化 傷 害 の 指 標 で あ る 8 勺 x o d e o x y g u a n o s i n e( 8 o x o d G ) を測定したところ， 両 者 間 で 差 が 認 め ら れ ず ， ま た 線 量 依 存 的 な 増 加 も 認 め ら れ な か っ た 。 さ ら に ， X線 照 射 に 対 す る 致 死 率 は 尿 酸 欠 損 株 の 方 が 高 か っ た が 3 顕 著 な D N Aの 酸 化 傷 害 が 観 察 されなかったことと併せて， 8 o x o d G量 は 尿 酸 欠 損 株 の 放 射 線 感 受 性 の 致 死 作 用 と は 相関がないと結論づけている。 河 井 ら (3- 7) は ， マ ウ ス に 放 射 線 を 照 射 す る こ と に よ っ て 体 内 に 生 ず る 過 酸 化 物質が放射線障害の初期段階に関わっている可能性を指摘し 3 この酸化ストレスを緑 茶カテキンによって制御し，放射線障害の軽減化を試みている。今年度は，放射線照 射による末梢血小核出現頻度を指標に，放射線障害軽減のための緑茶ポリフェノール の 投 与 時 期 を 検 討 し て い る 。 X線 照 射 4週 間 前 か ら 緑 茶 ポ リ フ ェ ノ ー ル を 飲 料 水 に 混 ぜて与えても，小核誘発頻度は対照群に比べて有意な差は認められなかったが，照射 前 後 に 緑 茶 ポ リ フ ェ ノ ー ル を 与 え た 場 合 ， 対 照 群 に 比 べ て 約 20%減 少 し た 。 ま た ， 照 射 後 の み に 与 え た 場 合 に は ， 約 29%減少した。すなわち， X線 照 射 後 の 緑 茶 ポ リ フ ェ ノールの投与が小核の誘発を抑制することがわかった。今後投与量，作用機構などの 解明が期待される。 野 村 ら (3-8) は ， ヒ ト 臓 器 ・ 組 織 置 換 scrDマ ウ ス を 用 い て ， 原 子 炉 放 射 線 によるヒト臓器・組織への急性，晩発傷害を調べている。左右背部皮下にヒト甲状腺 を移植したマウスに原子炉放射線0 . 4 G y (中性子線 O . 2 G y + γ 線0 . 2 G y ) を 7日ごとに繰 り返して照射した。経時的にヒト組織の生検，採血を行ったところ，低線量率照射以 外では，鴻胞の消失等微細構造の変化やヒト甲状腺ホルモンの低下が認められた。ま た ， γ線 2 4Gy以 上 の 急 照 射 で ，p53， c-kit 遺伝子の変異が認められたが，低線量率照 射では変異は認められなかった。さらに， G e n eC h i pに よ る 遺 伝 子 発 現 異 常 の 検 出 で は. 0 . 2 G y照 射 で も 機 能 に 関 わ る 遺 伝 子 の 発 現 の 低 下 が ， ま た ， 繰 り 返 し 照 射 に よ っ て 変 性 に関わる遺伝子の発現の増加が認められた。. (2) 放 射 線 の 生 物 モ ニ タ 一 系 の 開 発 米 海 ら (3- 1) は ， ヌ マ ム ラ サ キ ツ ユ ク サ ( ツ ユ ク サ 科 ) の 花 粉 母 細 胞 を 生 物 検 量計として使用するための基礎資料を得るために，線量と挿し穂の生存率の関係を調 べている。原子炉放射線0 . 4及 び 0 . 8 G yで、は，生存率に明確な差があるか否かについて は判断できなかったが，これまでの研究において， 1 .6 G yでは生存個体があるが， 2 . 4. G yで は 生 存 個 体 が な い こ と が 明 ら か に な っ て お り ， 来 年 度 以 降 再 確 認 が 必 要 で あ る こ とを指摘している. O. -9 1-.
(14) 付録 l. 高 井 ら (3-5)は，メダカの偲細胞を用いたモニタ一系の開発を試みているが， 本 年 度 は 小 核 誘 発 頻 度 の 時 間 及 び 線 量 応 答 反 応 に つ い て 研 究 を 行 っ て い る O その結果， 誘発された小核頻度は，線量や線質にかかわらず，照射後 2 4時 間 自 に ピ ー ク が あ る こ と，誘発された小核の半減期は，線量や線質にかかわらず， 2 8時 間 で あ る こ と ， 線 量 と 誘 発 さ れ た 小 核 の 関 係 は い ず れ の 線 質 で も 直 線 的 で あ る こ と ， 速 中 性 子 の X線 に 対. . 3: tO . 6であることが明らかにされた。これらのことは， す る 生 物 効 果 比 (RBE) は 4 メ ダ カ の 鯨 細 胞 を 用 い た 小 核 試 験 は 処 理 後 2日 間 で 終 了 す る こ と ， メ ダ カ の 偲 細 胞 に お い て 誘 発 さ れ る 小 核 は DNAの 二 重 鎖 切 断 で あ る こ と な ど を 示 し て お り ， こ の 実 験 系が化学変異原検出系として いる. 3. 水環境汚染モニタリングに応用できることを指摘して. o. な お ， 池 田 ら (3-3) の 研 究 に つ い て は ， 報 告 書 が 提 出 さ れ て い な い の で めることができなかった o. -9 2-. 3. まと.
(15) Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). ( 1 ). 近畿大学原子力研究所年報. 速中性子による植物の染色体突然変異の研究 代表者:米津義彦(鳴門教育大学学校教育学部). 〔要約〕. 平成 16年度は，ツユクサ科 Trad θs c a n t i a，カヤツリグサ科 Carexなどを用いて，新しい染 色体突然変異を作出する実験や放射線の生物検量計として有効な実験植物の探索などの 研究が行われた。 単子葉植物のツユクサ科ヌマムラサキツユクサ T r a d e s c a n t i ap a l u d o s aの花粉母細胞を生 .4及び 0 . 8Gyの 物検量計として使用するための基礎的データを得るために，挿し穂に， 0 原子炉放射線(中性子線と γ 線が同線量混合したもの)を照射し， 6ヶ月後に挿し穂の生存率 を調べた。 0 . 8Gy照射群の生存率は 8 6 % >であり，対照群と比べて，生存率が低下したか否 かは判断で、きなかった これまでの照射実験の結果では，原子炉放射線を4時間(1.6G y )照 O. 2 . 4G y )照射した個体群で、は生存個体がないこ 射した個体群では生存個体があるが， 6時間 (. とが明らかになっているので，来年度以降，これらを再確認する実験を行う必要がある。. ( 3 ). 速中性子による植物培養細胞の突然変異研究 代表者:谷口研至(広島大学大学院理学研究科). 〔要約〕. 植物の温度感受性突然変異細胞培養系を用いた細胞周期に関する研究について、我々 は独自の研究を進めてきた。現在まで本共同研究によりクレピス属植物の組織培養苗条原 基を用いた突然変異誘導技術の確立を行い、細胞周期に関する温度感受性突然変異系統 の確立とそれらの特性解析を行ってきた。さらに平成 15 年度からはクレピスの遠縁雑種 (2n=7)の懸濁培養細胞を用いた単細胞由来の温度感受性突然変異誘導技術と遺伝子の. 解読が完了しているアラビドプシスの培養細胞を作出し、これから温度感受性突然変異体を 誘導する研究を開始した。本年度はクレピス遠縁雑種懸濁細胞から選抜した 5 系統の温度 感受性の保持を調べた。また、アラビドプシスの温度感受性突然変異体を作出するための 培養細胞系の確立を行い、苗条原基と懸濁細胞の 2 種類の培養細胞系を確立したので、 その結果について報告する。. Qd. 。 円.
(16) 付録 l. ( 4 ) 低線量放射線照射による細胞損傷・修復機構と刺激効果に関する 基礎研究 代表者:吉田茂生(東海大学工学部) 〔要約〕. 放射線照射の線量・線量率による生物学影響を検討するために、ヒトと同じ真核生物の分 野に分類される酵母菌を生物試料として用い、原子炉内での照射実験を行い、中性子・. γ. 線の混雑場での照射影響を分析した。使用した酵母菌は代表的な 3種類で S 288C(野生. a d 3・ r a d 1 8(放射線感受株)で、あった 細胞の活性化状態を「倍加時間(倍加する平均 株)と r O. 時間)Jとして求め、非照射酵母菌の倍加時間と照射酵母菌の倍加時間との比である「効果 比」を指標として放射線影響の分析評価を行ったo 原 子 炉 内 照 射 に よ る 酵 母 菌 で は 数 Gy の 吸 収 線 量 域 に て 放 射 線 の 感 受 性 の 高 い. r a d 3 ( r a d 1 8 )酵母菌に非照射酵母菌に比べ倍加時間に大きな変化(倍加時間の短縮、すな 2 8 8 C については著しい倍加時間の変化は観 わち倍加促進)が見られた。しかし、野生株 S 測で、きなかった。また、 X線照射の場合には S 2 8 8 C，r a d 3の両酵母菌のどちらにも非照射酵 母菌の倍加時間と比較して、著しい倍加時間の変化は観測されなかった。 今後は線量に対する分布だけでなく、線量率依存性についても線質の変化と合わせ、実 証実験を行い、発現過程のメカニズムを解明する分析を継続して行う予定にある。. ( 5 ). 中性子線による魚類細胞における小核誘発に関する研究 代表者:高井明徳(大阪信愛女学院短大). 〔要約〕. 本研究は、メダカの鯨細胞における放射線誘発の小核出現の機構を明らかにするため に 、 X 線および原子炉放射線の全身照射を行い、 a c r i d i n eo r a n g e染色法を用い、小核頻度 の時間及び線量応答反応を明らかにし、 X 線に対する速中性子線の生物学的効果比 ( R B E )を求めたものである。 本研究の結果は次の通りである。①照射後の経過時間と誘発された小核頻度の関係は線 量線質に関わらず 24hにピークがある二相性で、あった o ②鯨組織における誘発された小核 の半減期は線量線質に関わらず 28hで、あった。③線量と誘発された小核頻度の関係、はいず れの線質で、も直線的で、あった。④速中性子の X線に対する生物効果比 R BEは 4 . 3 + 0 . 6 で、あった o 結果①と②は、メダカ鯨細胞の小核試験は、処理後 2 日以内で完了する短期試 験であることを示し、結果③と④は、メダカ鯨細胞において放射線で、誘発される小核は染色 体の単純切断による無動原体から形成され、その原因損傷は DNAの二重鎖切断であること を示唆する。 今回の結果は、メダ、カ鯨細胞のノト核試験は、 DNAの二重鎖切断による小核を検出する短 期試験系として信頼できるものであり、化学変異原検出系として開発し、水環境汚染モニタリ ング等にも応用できる価値があることを示唆するものである。 - 94 -.
(17) Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). ( 6 ). 近畿大学原子力研究所年報. ショウジョウバエ体細胞の放射線誘発アホoトーシスに関する研究 代表者:根岸友恵(岡山大学薬学部). 〔要約〕. 細胞傷害の要因として放射線を用い、体細胞に誘起されるアポトーシスと DNA傷害の関 係を明らかにすることを目的として研究を行っている。これまで複数の DNA傷害修復欠損株 を用いてX線照射後のアポトーシス誘導と変異の発現を調べ、野生株との比較を行なってき たが、本年度は尿酸欠損株を用いて、酸化傷害が細胞傷害の要因となっているかを調べた。. X線照射に対して尿酸欠損株の方が、野生株より感受性が高かったが、 DNAの酸化傷害 の指標とされている 8 ' o x o d e o x y g u a n o s i n e( 8 o x o d G )を定量したところ、線量依存的な増加 は見られずまた、両株間に差はなかった o 興味深いことに、高線量率の近紫外光照射した場 合には両株聞とも 8 o x o d G は線量依存的に増加した。しかしながらその時生存率に対して 線照射による致死率は尿酸欠損株の方が高いが、顕著な 両株間に差は見られなかった oX. DNAの酸化傷害は観察されなかったことも合せて、 8 o x o d G量は尿酸欠損感受性の致死 作用と相関性が無いと考えられる。. ( 7 ). 放射線被曝による生体過酸化物生成とその防御 代表者:河井一明(産業医科大学産業生態科学研究所). 〔要約〕. マウスに放射線を照射すると、生体内過酸化物質の生成が照射後早期に見られる。これを 防げば放射線障害が軽減できると考え、強し、抗酸化作用を持つ緑茶ポリフェノールを用い て研究を行ってきたO 今年度は、放射線障害軽減への応用を考え、緑茶ポリフェノ}ルの投 与時期を検討した。. X線 lGy 照射による末梢血小核出現頻度は、照射後、時間とともに増加し、 48時間後に 最高となった後、減少した。 lGyのX線照射 4週間前から緑茶ポリフェノールを飲料水に混 ぜて与えた場合、水のみを飲料水とした群と比べて照射後の末梢血小核誘発頻度に有意な 差はみられなかった 一方、照射前・照射後ともに緑茶ポリフェノールを与えた場合、小核の O. 誘発頻度が約 20%低くなる傾向が見られた。また、 X線照射後のみに緑茶ポリフェノールを 与えた群では、小核誘発頻度が約 29%>減少した。緑茶ポリフェノールは、マウスの未熟赤血 球中における X線誘発小核の出現頻度を有意に減少させる効果を示した。特に、 X線照射 後の緑茶ポリフェノールの投与が、ノト核誘発を抑制したことは興味深い。今後、投与量、作 用機構等についてさらに詳細に検討し、緑茶ポリフェノールを用いた、新しい放射線障害防 御法を開発したい。. - 9 5-.
(18) 付録 l. ( 8 ). 核分裂放射能によるヒト臓器・組織障害の発生機構 代表者:野村大成(大阪大学大学院医学系研究科). 〔要約〕 ヒト臓器・組織置換 S C I Dマワスを用い、近畿大学原子力研究所原子炉 ( U T R K I N KI)による核 分裂放射能のヒト臓器・組織への急性、晩発障害を最新の迅速高感度測定技術を用い検出した。 TR ・ K I N K Iを用い、倫理委員会の承認のもと、 1.核分裂放射能照射:近畿大学原子力研究所 U 左右背部皮下にヒト甲状腺を移植した C57BL/6]-s c i ・ dマウス 20 匹に中性子線 0.2Gy( + γ線 O.2Gy)の照射を 7日毎にくり返した。 γ線レファレンス照射に C 57BL/6]-scui4 2匹を用いた。 2 .微細構造・機能障害の検出:経時的に、ヒト組織の生検、採血を行ったo 低線量率照射以外で は、漏胞の消失等微細構造の変化やヒト甲状腺ホルモン (T3)の低下が認められた。 3 .遺伝子変異と遺伝子発現異常: γ線 急 照 射 24Gy以上で、 p53 ，c k i t遺伝子変異が見られ たが、 γ線低線量率照射で、はなかった o GeneChipによる遺伝子発現異常の検出では、核分 裂放射能 0.2Gy 照射でも、機能に関わる遺伝子の発現の低下が、また、 0.2Gy2 回 、 3回 、4 回 、 6回照射によって、変性に関与する遺伝子発現の増加が認められた。. 4 .ヒト骨髄維持と放射線感受性:約 50%のヒト骨髄細胞の置換に成功した。. γ線. 2Gy照射で、ヒト細. 胞は完全に死滅した。 2Gy 照射 C . B 1 7 s c i dマウスは、 4 週後に死亡したが、ヒト骨髄移植により 全例 4ヶ月以上生存している。. -9 6-.
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