付録2 平成20年度卒業研究発表会要旨
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(2) 付 録2. 卒 業 論 文 1.電気 電 子 工学 科 富塚. 慎吾. 高速増殖炉 の高次 モー ド解析. 左近. 敦士. 逆動特性解析 に よる近畿大学原了炉 の制御棒校 正. 安岡. 敬祐. 近大原了炉 内に設置 した傾斜線式位置感応型比例 計数 管の 性能調査. 伊藤. 嘉朗. 安価 な放射線位置測定 システムの構 築 と その適用ハー ドウェアの構築. 武田. 慎平. 安価 な放射線位置測定 システムの構 築 と その適用 ソフ トウェアの開発. 中西. 淳朗. 位置 ピー ク分裂現象 におけ る初期電子密度 の 拡散 の影響 に関す る基礎研究. 坂口. 大輔. 位置 ピー ク分裂現象 におけ る初期電子密度 の 増倍 の影響 に関す る基礎研 究. 和田. 巧. 対電離箱 を用 いた中性了 ・γ線混合場 の線 量測 定に関す る研 究. 吉田. 太朗. プ ラス チ ックシ ンチ レー シ ョン ファイ バー を用い た原了 炉炉頂 の 放射線二次元空 間線量分布測定 に関す る研究. 2.生 命 科 学 科 加減. 喬樹. エ ネ ル ギ ー ・環 境 問 題 に 関 す る ジ オ ラ マ の 設 計 ・製 作. 村井. 達郎. エ ネ ル ギ ー ・環 境 問 題 に 関 す る ジ オ ラ マ の 設 計 ・製 作. 福間. 大介. 超 臨界 水 に お け る ニ ッケル 基 合 金 の 特性 評 価. 新葉. 一. 固 体 飛 跡 検 出 器 を 用 い た 教 育 実 験 に 関 す る研 究. 米崎. 淳. ゼ オ ラ イ トの 放 射 線 照 射 に よ る 抗 菌 効 果 の 増 強 メ カ ニ ズ ム. 白石. 智子. 放 射 線 に よ るDNA二. 重 鎖 切 断 の 修 復 に お け るXRCC4の. リ ン酸 化 に よ る 制 御. 福田. 健二. xRcc4,DNA-PK,ArMの DNA損. 機 能 か ら見 た 中性 了 線 誘 発. 傷の特徴. ll2. 機能 と.
(3) Vol.46(2009). 近畿大学原子 力研究所年報. 高速増殖炉の高次モー ド解析 05-1-036-0807冨. 塚. 慎 吾. (原 子 力 研 究 所 第 一 研 究 室). 1.は. 型 化 と同 様 の 効 果 が 起 こ った もの と考 え られ る。. じめ に. 第2リ ン グ 以 降 、 よ り内側 の 制 御 棒 の 方 が よ り 大 き く固有 値 間 隔 を減 少 させ る傾 向 に あ るが 、 そ の 傾 向 の 中 で も、 制 御 棒 配 置位 置 に よ り、 極 端 に. 一 般的 に. 、原 子 炉 の 炉 心 が 大型 化 す る ほ ど、 局 所 外 乱 に対 す る 中性 子 束 空 間分 布 の 変 動 は 大 き く な る。 この 中性 子 束 分 布 の変 動 感 度 の 評 価 指 標 と して 、 空 間 高 次 モ ー ドの 固有 値 間 隔 が 採 用 され て. 固 有 値 間 隔 が 減 少 す る場 合 が 考 え られ る。 高 速 増 殖 炉 の設 計 に お い て は 、 高 次 モ ー ド解 析 に 基 づ い て 、 こ の よ うな 制 御 棒 挿 入 パ ター ン を避 け る必 要 が あ る。. き た。 本 研 究 で は 、 高 速 増 殖 炉 「もん じ ゅ」 の 炉 心 に 対 して 高 次 モ ー ド固 有 値 解 析 を行 い 、変 動 感 度 の 評 価 指 標 で あ る固 有 値 間 隔 を 求 めた 。 ま た 、 こ の 固 有 値 間 隔 の 制御 棒 挿 入 パ タ ー ン依 存 性 も検. 表1制. 討 した。. 御 棒 挿 入 パ ター ン と固有 値 間 隔. / 2.方. 法. 全挿 入. 未挿入. セン ター 挿 λ. 1次 モ ー ド. 13.3793. 4.2390. 10.呂070. 2次 モ ー ド. 13.3793. 4.3651. 10.8152. 基 本 モ ー ドの 計 算 に は 、 臨 界 計 算 で 用 い られ る ベ キ 乗 法 を 用 い る 。 高 次 モ ー ド計 算 は 、1次 か ら. 第1リング 挿 入. 順 に 高 次 数 の モ ー ドに 向 か っ て 進 め る 。 た だ し 、. 第3リング 挿 入. 112902. 6.6338. 高 次 モ ー ドを 求 め る 場 合 に は 、 固 有 関 数 の 繰 り返 しベ ク トル か ら 、 既 に 得 られ て い る 低 次 数 側 の モ ー ド成 分 を 取 り 除 く 手 法 を 付 加 す る 。 中 性 子 拡 散 方 程 式 を2次. 第2リング挿 λ. 6.6197. 11. 2956. ル グ挿 入. 第2,3. 15.9878. 13 4呂9呂. 15.9934. 13. 5068. 譲駄. 元 六 角 メ ッ シ ュ 差 分 法 に よ り離 散 化. し、 軸 方 向 の漏 れ は バ ック リン グ を用 い て考 慮 し た 。 固 有 値 間 隔 は 、(1)式 に 示 す よ う に 、得 ら れ た 第n次. 固 有 値 λnと 基 本 固 有 値 λ。の 逆 数 の 差 と し. て評 価 す る。 制 御 棒 未 挿 入 体 系 に加 えて 、制 御 棒 。. 七扇. 挿 入 体 系 に つ い て も解 析 を 行 い 、 制 御 棒 挿 入 パ タ ー ンが 出 力 分 布 の 変 動 性 に及 ぼす 影 響 を検 討 した ε=1/・1,-1/λ(1) nnO. 一. 且. 1x■n一 皇. 炉 心 構扇 要 素 炉 心 嵐料 集合 体. 11x)__. 1. 1'乱 ト_一.. ■馬. ≒ 図1n次. 内部慨o 卦部恥 第1リ. 制御 栂 集合 体. ,. モ ー ドの 固 有 値 間 隔. 表1は 制御 棒未 挿 入 の 場 合 と6ケ ー ス の 制御 棒 挿 入 パ ター ン に対 す る1次 モ ー ドと2次 モ ー ドの 固有 値 間 隔 で あ る。 制 御 棒 挿 入 パ ター ン の変 化 に よ り固 有 値 間 隔 が増 減 して い る こ とか ら、 出 力 分 布 変 動 性 は制 御 棒 挿 入 パ ター ン に 依 存 して い る こ とが わ か る。. ンツ. リンツ. i敏量 10曜. ●. go. Φ. 6. 《D. 6. 第2リ ンヴe 抽. 3.検 討 結 果 お よび 考 察. 記号. 6. ブ ラン ケ ッ ト蝋 料集 合 佑O. 172. 中性 子遮蔽佑o. 32`. 図2「. もん じ ゅ」炉 心体 系. 引用文献 (1)橋 本,仁 科,"2次 元 増 倍 系 にお け る空 間 高次 モ ー ドの 計 算 ,"日 本 原 子 力 学 会 誌,33巻,9号, 882-889頁(1991).. 第3リ ン グ挿 入 体 系 で は 固有 値 間 隔 は増 加 し、 出力 分 布 の 安 定化 が 予 想 され る。 これ は 、最 も外 側 の 制御 棒6本 の挿 入 に よ り、 実 効 的 に炉 心 の 小 113.
(4) 付 録2. 逆動特性解析 による近畿大学原子炉 の制御棒校 正 07-1-036-0802左. 近. 敦 士. (原 子 力 研 究 所 第1研. 1.研. 究 の 背 景 と 目的. 究 室). 強度 と して 、 前 章 で 求 め た値 を使 用 した 。横 軸 の 時. 近 年 、 発 電 用 原 子 炉 の制 御 棒 校 正 にお い て 、試 験. 刻 を制 御 棒 の位 置 に 変 換 し、 シム 安 全 棒 の 反 応 度 価. 期 間 短 縮 の 観 点 か ら動 的 反 応 度 価 値 測 定 法 の導 入 が. 値 曲線(図3)を. 進 め られ て い る。 この 校 正 法 は 、 臨界 状 態 か ら校 正. Counts(/0.ls). 作 成 した。. 1200. 対 象 制 御 棒 を連 続 に挿 入 又 は 引 き抜 き 、 中性 子 検 出. v-U. L.L.. 器 信 号 時 系 列 デ ー タ を逆 動 特 性 解 析 す る こ とに よ り. .L.. Withdrawing Shim-SafetyRod. 800. 得 られ る原 子 炉 反 応 度 の変 化 か ら制 御 棒 効 果(反 応. 鑛螺. 度 価 値)を 評 価 す る も ので あ る。 現 在 、更 な る試 験. 400. 期 間 短 縮 を 目指 して 、 動 的 反 応 度 価 値 測 定 を未 臨界 O 10 4. 0. 状 態 にお い て 実 施 す るた め の検 討 が行 われ て い る。. 0. 100. 200300. 500. Time(sec). しか し、 この 逆 動 特 性 解 析 法 を未 臨界 状 態 に対 して 適 用 す る場 合 、 事 前 に 、 中性 子 源 の実 効 強 度 を決 定. 図1.シ. して お か な けれ ば な らない 。 こ の実 効 中性 子 源 強度. ム安 全 棒 引 き抜 き時 の 時 系 列 デ ー タ. Reactivity(%△k/k) 0. は 、 中性 子 源 の 位 置 と中性 子 放 出率 ば か りで な く燃 一〇.2. 料 配 置 等 に も依 存 す る炉 物 理 量 で あ る。 一〇 .4. 本 研 究 で は、 近 畿 大 学 原 子 炉 にお い て 、実 効 中性 子 源 強 度 を決 定 し、 中性 子 源 強 度 を考 慮 した逆 動 特. 一〇 .6. 性 解 析 に よ り制御 棒 反応 度価 値 連 続 測 定 を試 み る。. 一〇.8 100150200250300. 2.実. 効 中性 子 源 強 度 の決 定 方 法. Time(sec). 図2.原. 近 畿 大 学 原 子 炉 の二 分 割 炉 心 の炉 心 中央 、お よび. 子 炉 反 応 度 の 時 間 変 化. Worth(%△k/k). 南 側 に2系 統 の 中性 子 検 出器(BF3計 数 管)を 、北側. 0.4. に1系 統 の 中性 子 検 出器(核 分 裂 計 数 管)を 設 置 し、 未 臨 界 状 態(出 力1[mW])に. 0.2. お け る制 御 棒(シ ム安. 全 棒)落 下 時 の 中性 子 検 出器 信 号 時 系 列 デ ー タ を収. 0"・. ¶ . FittedCurve. 録 した 。谷 中 ら1)の最 小 自乗 逆 動 特 性 法(LSIKM)を こ. O275*(0.910+tanh(X*O.0238-L647)) -0 .21. れ ら時 系 列 デ ー タ に適 用 し、 実 効 中性 子 源 強 度 とシ. 020406080100 U.L.L.L.R odPosition(%). ム 安 全 棒1本 の 積 分 反応 度価 値 を決 定 した 。 図3.シ. 3.制. ム 安 全 棒 の 反 応 度 価 値 曲線. 御 棒 反 応 度 価 値 曲線 の決 定方 法 と結 果 4.結. 論. 未 臨 界 状 態 にお い て 、 シ ム安 全 棒 を 下 限(L.L.)か ら上 限(U.L.)ま. 未 臨 界 状 態 に お け る反 応 度 変 化 を 、 逆 動 特 性 解 析. で 連 続 引 き 抜 き し、中性 子 検 出器 信. 法 と最 小 自乗 逆 動 特 性 法 を 適 用 す る こ と に よ り求 め 、. 号 時 系 列 デ ー タ を収 録 した 。 図1に 、炉 心 中央 検 出 制 御 棒 価 値 曲 線 を 作 成 した 。 測 定 結 果 の 統 計 誤 差 削. 器 の 時 系 列 デ ー タ を示 す 。 図1の 時 系 列 デ ー タ の逆 減 が今 後 の課 題 で あ る。. 動 特 性 解 析 か ら得 られ る原 子 炉 反 応 度 結 果 を 図2に 引 用 文 献1)H.TaninakaandK.Hashimoto,Int.. 示 す 。 た だ し、 逆 動 特 性 解 析 に必 要 な実 効 中性 子 源. MeetingonReactorPhysics,Vancouver(2006) ll4一.
(5) Vol.46(2009). 近畿大学原子 力研究所年報. 近 大 原 子 炉 内 に設 置 した傾 斜 線 式 位 置 感 応 型 比 例 計数 管 の性 能 調 査 03-1-46-224安 岡 敬祐 (原子力研究所 第2研 究室(放射線応用学)) 1.は. parameterDataAcquisitionSystem)を. じめ に. 2本 の 傾 斜SenseWireを. ー タ解 析 をIGORに. 用 い た位 置 読 取 り法 に 基. 3.測. づ く熱 中 性 子 用 位 置 感 応 型 比 例 計 数 管(以 下TSW -PSPCと. 呼 ぶ)を 用 い た原 子 炉 実 験 及 び 実 験 デ ー タの. 解 析 を行 っ た 。TSW-PSPCは. 用 い て 行 い 、デ. より行 っ た 。. 定結 果. 最 も 良 い 結 果 が 得 られ た の は 、出 力 域 が10∼30mW で あ った 。10mWで. 福 井 工 業 高 等 専 門学 校. のListData解. 析 結 果 の 一 例 を 図1. の 前 多 信 博 先 生 が 考 案 され た 検 出 器 で あ り、原 子 力 研. に 示 す 。この デ ー タは 、10mm間. 究 所 第2研. 27個 の ス リットを 用 い た 結 果 で ある。図1か. 究 室 との 共 同 研 究 として 近 大 原 子 炉 を 用 い. 隔 で 配 置 した 直 径2mm、. て 性 能 調 査 が 行 わ れ て い る。今 回 、我 々 はTSW-PSPC. に27本. を近 大 炉 炉 頂 部 と炉 心 に 設 置 した 実 験(計4日. た 低 エ ネ ル ギ ー イベ ン トを 選 択 す れ ば4mm(半. ら分 か るよう. 間)の 研. の 位 置 ピー クを 明 瞭 に観 測 す ることが で きた 。ま. 究 成 果 をここに 卒 業 論 文 として まとめ 報 告 す る。. 度 の 位 置 分 解 能 が 得 られ た 。. 2.実 験 方 法. 4.ま とめ 本 実 験 で はTSW-PSPCを. 数 年 来 、検 出 器 構 造 の 改 良 を行 っ た 結 果 、有 感 体 積. 値 幅)程. 原 子 炉 炉 心 に初 めて設 置. 部 が 円 筒 形 構 造 とな っ た 。今 回 は 更 に 改 良 を進 め 、円. した 。そ の 結 果 、炉 心 設 置 にも十 分 対 応 で きることが 明. 筒 形 有 効 長 を12か. らか に な っ た。炉 心 の 熱 中性 子Fluxが. ら27cmに. 領 域 は3∼300mWと. 延 ば した 。原 子 炉 の 出 力. ト穴 を0.5mm程. した 。塗 布 した 天 然 ホ ウ素 また は 窒. 高 い た め 、スリッ. 度 に 小 さくし位 置 分 解 能 を 向 上 させ るこ. 化 ホ ウ素 板 を用 い て 、入 射 した 熱 中 性 子 を α線 やLiイ. とを次 回 実 験 で は 試 み る予 定 で あ る。TSW-PSPCは. オ ン の 荷 電 粒 子 に 変 換 させ 、直 径2mmま. た は 直 径1mm. 極 芯 線 と2本 の 傾 斜 位 置 読 取 り線 の み とい う簡 単 な構. の ス リットか ら計 数 管 内 に 入 射 させ 検 出 す る。2本 の 傾. 造 で あ ることに 最 大 の 特 色 が あ る。この 特 色 を 生 か し、. 斜 位 置 読 取 り線 に 静 電 誘 導 が 起 こり電 荷 が 誘 導 され る。. 原 子 炉 等 の 過 酷 な 環 境 で も利 用 で きる高 性 能 中 性 子. この 誘 導 され た 電 荷 量(信 号A、B)か. 位 置 検 出 器 を実 現 した い 。. 位 置P(A/(A+B))、. ら熱 中 性 子 入 射. 荷 電 粒 子 エ ネ ル ギ ーE(A+B)が. 出 で きる。信 号A、B及. 参考文献. 算. [1]前 多 信 博 、伊 藤 眞 、堀 口 哲 男 、芳 原 新 也:"傾 斜 線. び 、陽 極 芯 線 か ら得 られ る信 号. (信 号C)のListMode測. 式 位 置 読 取 法 に よる熱 中性 子 の 空 間 分 布 測 定"、. 定 をMPA3(Multi一. RADIOISOTOPES,Vol.56,431-435(2007) 獅 ㎜ 脚 脚 ㎜ 脚 ㎜ ㈹ 伽 ㎜ 80 60 40 20. ﹂ΦOEコZ 一〇=⊆ロニO ( ロ十く)山 レO=山2山. ChannelNumberChannelNumber POSIT10NP(A/(A+B))POSITlONP(A/(A+B)) 図1(a)位. 置 対 エ ネ ル ギ ー2次. 陽. 元 ス ペ ク トル 、(b)低. エ ネ ル ギ ー イ ベ ン ト(60≦E≦120)を. 選 択 した 場 合 の 位 置 ス ペ ク トル 。(MA403.pxp). 115.
(6) 付 録2. 安価 な放射線位置測 定 システ ムの構築 とその適用(ハ ー ドウェアの構築) 05・1・036・0049伊. (原子 力研 究 所. 1.は. じめ に. 12ch全. 藤. 嘉 朗. 第2研 究 室). て のADC入. 力 電 圧 値 をAD変. ラ ム を 搭 載 し た 。TCS・161の. 現 在 報 告 され て い る 日本 列 島 に お け る ガ ンマ 線. 換 す るプ ロ グ. 出 力 とCQLv850基. 盤. 量 率 の 二 次 元 分 布 図 は 、 点 状 測 定 か らの 補 間計 算 に. のADC入. よ る も の で あ り、 測 定 点 密 度 は 平 均 値 と し て 約. 回 路 を 作 成 し た 。 信 号 調 整 回 路 と して 、 単 電 源 高 精. 180[km21に 一 点 で あ る。一 例 と して約6100[km2】 あ. 度OPア. ま りの 山 口県 の 測 定 点 は28点. 用 い た 非 反 転 増 幅 回 路 を6系. しか な く、 一 辺 約. 15【 ㎞ 】四 方 を 一 点 の 測 定 点 で 代 表 して い る こ とに. 力 との信 号 規 格 を揃 え る為 に、信 号調 整. ン プ で あ るAD822(AnalogDevice8社)を 統 作 成 した 。 ま た 、 こ. れ ら の 回 路 を フ ィー ル ドワー ク に 持 ち 出 す 為 に ア ル. な る。 これ に よ り局 所 的 な線 量 率 の 偏 りが 見逃 され. ミ ケ ー・ ・ ス に 収 納 し た 。GPS受. て い る 可 能性 が あ るが 、測 定 に費 や され る 労力 な ど. USBGPS2を. 信 機 に は1・ODATAの. 用 い て お り、 こ れ はPCのUSBポ. トに 接 続 す る こ と に よ っ てPCか. を考 え る と上 記 測 定 間 隔 は測 定 限 界 に近 い と も考 え られ 、 これ 以 上 の 精 度 向上 は 難 しい 。 そ の た め 現状. GPS位. 置 情 報 をPCに. 以 上 の 測 定 精 度 を 求 め る に は 、 測 定 手 法 を変 え る こ. わ せ て 、TCS・161の. とで測 定 に係 る労 力 を最 小 化 す る必 要 が あ る。 そ こ. フ ァ イ ル と して 自動 的 にPCに. で本 研 究 で は 、GPSと 放 射 線 測 定 器 を リン ク させ る. ム を 構 築 した 。. ー. ら電 源 を得 て 、. 送 る。 これ らの機 器 を組 み合 指 示 値 とGPS位. 置情 報 を ログ. 保 存 して い く シ ス テ. シ ステ ム を安 価 に 実 現 、 山 口県 中部 ∼ 西 部 地 域 に お 3..ソ. け る放 射 線 量 率 の 測 定 を行 っ た。. フ トウェ ア の 開 発. TCS・161の. 2.ハ. 指 示 値 とGPS位. ル と して ノ ー トPCに. ー ドウェ ア の構 築. 放 射 線 位 置 測 定 シ ステ ム は ノー トPC・GPS受. 置 情 報 を ロ グ フ ァイ. 記 録 して い くた め の計 測 ソフ. ト ウ ェ ア 、 及 び そ の ロ グ フ ァ イ ル 情 報 をGoogle. 信. 機 ・放 射 線 測 定 器 お よ びマ イ コ ンボ ー ドと周 辺 回 路. Map上. に 表 示 す る為 の ソ フ トウ ェ ア をVisualC#を. で 構成 され 、 旅 行 用 カ バ ン に 収 納 さ れ て い る。 本 シ. 用 い て 開 発 した。. ス テ ム の 概 要 図 を図1に 示 す 。 4.山. 口県 にお け るガ ンマ線 量 率 測 定 結 果. 今 回 、 山 口県 中部 ∼西 部 地 域 の道 路 上 のガ ンマ線 量 率 測 定 を行 っ た。測 定方 法 は車 載 測 定法 を採用 し、 TCS・161の. 有 感 部 を路 面 上 方 約60〔cm】 に設 置 、移. 動 速 度40∼70【kmlh】 程 度 で測 定 を行 った 。測 定 の結 果 、 山 ロ県 中南 部 地 域 や 北 西 部 地 域 で の線 量率 が周 辺 地 域 に比 べ て 高 い傾 向 に あ る こ とが わか っ た。 以 上 よ り、 本 シ ステ ム は放 射 線 量率 分 布 の全 体 的 な傾 鋭●髄9●1厭. ㊤. 向 を掴 む に あた っ て 非 常 に有 効 で あ り、 当 システ ム. ￠HDDβDHCorCtc}. に よ り山 ロ県 中部 ∼ 西部 地 域 にお け る放 射 線量 率の 図1放. 放 射 線 測 定 器 に はAloka社. 製NaI(TI)シ. ョ ン サ ー ベ イ メ ー タ(TCS・161)を TCS・161に. 5.ま. ン チ レー シ. とめ. 使 用 した 。. 今 回 の放 射 線 位 置 測 定 シ ス テ ム の構 築 に 当っ て 、. は レ コ ー ダ ー 出 力 が 装 備 され て お り 、こ. 機 器 を連動 させ 測 定 を行 うこ とが で き る よ うにハ ー. 測 定 値 を得 る こ とが で き. ドウェ ア の構 築 を した。 これ に よ り山 口県 の環 境 放. らの信 号 取 込 に はイ ー エ ス ピー 企 画. 射 線 量率 を測 定 し、 詳 細 な地 域 の偏 りを測 定 ・可視. の 出 力 に よ りTCS・161の る。TCS・161か のCqvs50マ. 地 域 的 な偏 りを一 目で把 握 す る こ とが で きた。. 射 線位 置 測 定 シ ス テ ム の 概 要 図. 化 す る こ とに成 功 した。. イ コ ン 基 盤 を 使 用 し た 。cQ■V850. は12chの10bit・ADCを. 持 っ て お り、 約1秒. 毎に ll6.
(7) Vol.46(2009). 近畿大学原子 力研究所年報. 安価 な放射線位置 測定 システ ムの構築 とその適用 (ソ フ トウェア 開発) 05--1-036-0100武. 田. (原 子 力 研 究 所. 1.は. じめ に. 図1に. 現 在 報告 され て い る 日本 列 島 にお け る地 表 ガ ンマ. 第2研. 慎平. 究 室). 計 測 ソ フ トウ ェ ア の 概 略 図 を 示 す 。. 計 測 シ ス テ ム に お い て 、ソ フ トウ ェ ア に 要 求 され る. 線 量 率 の二 次 元 分 布 図 は 、 点 状 測 定 か らの 補 完 計 算. 性 能 は 以 下 の3つ. に よ る もので あ り、 測 定点 密 度 は 、 平 均値 と して 約. (1)USBGPS2か. 180【面]に 一 点 で あ る。一例 と して 、約5000【 面1あ ま. (2)cqvssoか. りの和 歌 山 県 の 測 定 点 は21点. (3)(1)、(2)の. しか な く 、 一 辺 約. で あ る。 ら のGPS情. 報 を 受 信 す る。. らの 送 信 デ ー タ を 受 信 す る。 デ ー タ を 時 系 列 的 に 記 録 す る。. 15[㎞ 】四方 を 一 点 の 測 定 点 で 代 表 して レ・る こ とに. こ れ ら の 機 能 を 実 現 す る た め 、USBGPS2及. な る。 これ に よ り、 局 所 的 な放 射 線 量 率 の 偏 りが 見. CQ-v850と. 逃 され てい る可能 性 が あ るが 、測 定 に 費や され る労. 信 、 そ れ ら の デ ー タ を 一 旦 専 用 の 構 造 体 に 収 納 した. 力 な ど を考 える と上 記 測 定 間 隔 は測 定 限界 に近 い と. 後 、 別 ス レ ッ ドに よ り時 刻 と一 緒 に フ ァ イ ル に 書 き. も考 え られ 、 これ 以 上 の 精 度 向 上 は難 しい。 そ の た. 出 す 設 計 の ソ フ トウ ェ ア を 開 発 した 。. び. は 各 々 シ リア ル 通 信 を 行 い デ ー タ を 受. め 、現 状 以 上 の 測 定 精 度 を 求 め る に は 、測 定手 法 を 変 え る 事 で測 定 に係 る労 力 を最 小 化 す る必 要 が あ る。. 4.測. 定 と結 果. そ こ で 本研 究 で は 、GPSと 放 射 線 検 出器 を リン ク. 今 回 開 発 した 測 定 シ ステ ム を用 い て 、 紀伊 半 島 の. させ る シス テ ム を安 価 に 実 現 、 紀 伊 半 島 にお け る放. 道 路 上 に お け るガ ンマ 線 量 率 分布 の 測 定 を行 っ た。. 射 線 量率 分 布 の 測 定 を行 っ た 。. 測 定 で は 車 載 測 定 法 を採 用 し、 放 射 線 測 定器 の有 感 部 を 路 面 上 方 約60c皿 の位 置 に設 置 、 測 定器 の 時. 2.ハ. ー ドウ ェ ア の 構 築. 定数 を10【sec】と して 、40∼70【kmth】程 度 で 走行 し な が ら紀 伊 半 島 の 道 路 上 に お け る放 射 線 量 率測 定 を. 計 測 シ ステ ム は汎 用 の ノー トパ ソ コ ン を 中心 と し て 、GPS受. 信 機 、放 射 線 計 測 器 に よ って 構 成 し、放. 射 線 計 測 器 の 出 力 読 み 取 りに はCQV850マ. 行 っ た。 測 定 の結 果 、 紀伊 半 島 にお け る放 射 線 量 率分 布 は. イ コン. 全 体 的 に 、 中央 構 造 線 よ り北 の 地 域 で 低 く、 中央 構. 基 盤 を用 いた。 以 上 の 構 成 に よ り、GPS位. 置情 報 、放 射 線 量 率 を. 造線 よ り南 の 地 域 で 高 い傾 向 に あ る こ とが わ か っ た。 以 上 よ り、 本 シ ス テ ム は放 射 線 量 率 分布 の全 体 的. 同時 に取 得 す る こ と が可 能 とな っ た。. な傾 向 を掴 む に あ た っ て 非 常 に有 効 で あ り、 当 シ ス 3.計. テ ム に よ り紀伊 半 島 の 放射 線 量 率 の 地 域 的 な偏 りを 一 目で把 握 す る こ とが で き た 。. 測 ソフ トウ ェ ア の 開 発 齢 寵 ソ フ トウ ェ7. 匿躍 門r、冒 一一3工1一. イ. 酷 享;舞葺 薯'. 」イ ン ス レッ ド 予 一 タ の 痢 遺 体^の. 「 階 劉」 載 輪. 事=婁8多∼冤 葡 始6㌔露 嚇 算. 隔 蕪'. デ ー タ のOヴ77イ ● 籔 定 鏡Oの. ル^の 臓 と. 書9込 出 し. メ イン7」 ・一 ム ω ・鯉 」 電 ●'曹●o■ 》. 5.ま. 呈ε諄9努8翠 グ ラ,徊 ●. 轟. O. 今 回 の放 射 線 量 率位 置測 定 シ ス テ ム の構 築 に 当た. …§饅"解. 麟ボ 鯉熟. り、 図1に 示 す よ うに 、様 々 な機 器 を 連動 させ 測 定 を行 うこ とが で き る ソ フ トウェ ア を 開発 した。 これ. ll μS8GPS2iゆ0. とめ. に よ り、紀 伊 半 島 の放 射 線 量 率 を 測 定 し、詳 細 な地. .V8501. 域 偏 りを測 定 ・可視 化 す る こ とに も成 功 した 。 図1計. 測 ソ フ トウェ ア の概 略 図. 117.
(8) 付 録2. 位置 ピー ク分裂 現象 にお ける初期 電子密 度 の 拡散 の影 響 に関す る基礎研 究 05・1・036・0112中 (原 子 力 研 究 所. 1.は. 西. 淳朗. 第2研. 究 室). r方 向 は格 子 間 隔 がrに 比 例 す る よ うに50分 割 した. じめ に. 我 々 の研 究室 で は高分解 能 の中性 子 用位 置検 出 器 の 開発 を行 っ てお り、バ ック ガ モ ン電 極 を 用 い た 熱 中性 子 用 位 置敏 感 型 比例 計 数 管(PSPC)を 開 発 し、 6気 圧Ar+10%CH4計 数 ガ ス 、10B固 体 薄 膜 層 を使 用 して 位 置 分 解 能0.72【mrnJ(FWHM)を 達 成 して い る。 これ ま で の研 究 に よ り、薄膜 層 か ら放 出 され. 格 子 を 空 間 に設 定 した。初 期 電 荷 は 計 算 最 大 半 径 の 内側 に 、r方向 に平 行 にAr気 体 中 の α粒 子 のBragg 曲線[1】を 参 考 に配 置 した 。電 子 の ドリフ ト速 度 、電 離 係 数 は 文 献[2]を 参 照 した 。 3.解 析 結 果 Arガ ス 中 にお け る計 算 結 果 を 図1に. る α線(連 続 分 布)の 高エ ネ ル ギ ー 成 分 につ い て 、位 置 ピー クが 左 右 に分 裂 す る現 象 が 見 出 され た。 この. 示す 。 横 軸. はz軸 方 向 の 距 離 、縦 軸 は 電 子 密 度 で あ る。 時 間 経. 現 象 が位 置 分 解 能 を劣 化 させ て い る と考 え られ た の で、SISC効 果 を取 り入れ る た め4種 の 試 行 関数. 過 と とも に 電 子 密 度 が減 少 し、z軸 方 向 に対 して密 度 が均 一 に な って い くこ とが わ か る。. を考 案 し、モ ン テ カ ル ロ シ ミュ レー シ ョン に よ り位 置 ピ ー ク分 裂 現 象 を 再 現 す る こ と を 試 み た が 実 践 デ ー タ との 一 致 は 不 十 分 で あ っ た。 昨 年 は 、連 続 の. リ フ ト し吸 収 され る 傾 向 を 示 す こ とが で き た が SISC効 果 を評 価 す る に は至 らな か った 。SISC効 果. した 計 算 を試 み た 。こ こに これ ま で 得 られ た 成 果 を. 22 σ 豆. は 空 間 電 荷 密 度 に 強 く依 存 す る と考 え られ る。そ こ で 、本 研 究 で は 計 数 管 内 で の 初 期 電 荷 の分 布 を考 慮. 加 0 且. 訂§ ＼ り︼ 書 5 = 。乞 。欄. 式 を用 い て 電 子 雪 崩 の 進 展 過 程 を数 値 計 算 に よ り 再 現 す る こ と を試 み た 。これ に よ り電 荷 が 芯 線 に ド. 報 告 す る。 2.計. 算手法. llO-es O246810. 放 電 中の 構 成 粒 子 と して 、電 子 と正 イ オ ン を考 え る 時 、 電 子 の ド リフ ト、 電 離 、 拡 散 を 考 慮 す る と、. rlcm】. 次 に示 す 粒 子 密 度 の保 存式(連 続 の 式)が導 かれ る。. 図1z軸. 方 向 の 電 子 密 度 分 布 の 時 間 的 変 化 (Arガ. 筈+伽 圃 ∂ 畿. 二卿D▽. 、(・). 4.ま. 以=1瑚)[cm/sec]は. げ よ う とz軸 方 向 の 計 算 体 系 を拡 げ る等 の 条件 を 変 え た場 合 、計 算 が破 綻 す る場 合 が あ る。 これ は 電 子. は電子 及 びイ オ ンの密 度 、 電 子 の ド リ フ ト速 度 、 α. [1!cmjは 電 離 係 数 、D[cm21sec]は. の ドリフ ト速 度 、電 離 係 数 の 計 算 上 の 取 り扱 い に問. 電子の拡散係数 で. 題 が あ っ た と考 えて い る。 この 点 を 改 良 す る こ とが. あ る。. 今 後 の 課 題 で あ る。. 連 続 の 式 の 数 値 解 法 と して 、特 性 曲 線 法 を 用 い た Fortranプ. とめ. 計算 の結 果 、時 間 経 過 と とも に電 子 の拡 散 の 経 過 を示 す こ とが で きた 。 しか しな が ら、計算 精 度 を 上. =雌(2). こ こ で 、ne、n+[CM`3】. ロ グ ラ ム を 使 用 し た(原 研 の 納 富 先 生 製. 作)。円 筒 形 状 比 例 計 数 管 を 考 え 、芯 線 半 径25μm、. 参 考 文 献. 陰 極 の 内 径10.Omm、 ガ ス 圧1気 圧 、印 加 電 圧2000V の 場 合 を 計 算 した 。円 筒 座 標 を 用 い て 芯 線 方 向 をZ、. [1】L.CNOTHCHFEand. 芯 線 に 垂 直 な 方 向 をr、z軸. 方 向 は 電 子 の 拡 散 を 考 慮 し 、0.5mmと 分 し た 。 θ方 向 は180度. R.ESCHILLING'RANGEAND STOPPING-POWORTABLES". の 周 りの 回 転 角 を θ と. し た 。 ま た 、 計 算 最 大 半 径0.5mmを 10等. ス 、 印 荷 電 圧2000V). 設 定 し た 。z. [2】T.SakaeandA.Nohtomi,Nucl.Instr.and Meth.A397,pp323-331(1997). し、 これ を. の 範 囲 を10等. 分 し、 ll8.
(9) Vol.46(2009). 近畿大学原子 力研究所年報. 位 置 ピー ク分裂 現象 にお ける 初期 電子密度 の増倍 の影 響 に関 す る基礎 研 究 05・1-036-0189坂 (原 子 力 研 究 所. 1.は. じめ に. 口大輔 第2研. 究 室). 我 々の研 究 室 では高 分解 能 の中性 子 用位 置検 出 器 の 開発 を行 っ て お り、バ ッ クガ モ ン電 極 を用 い た. て0.5mmを 設 定 し、 これ を10等 分 した 。 θ方 向 は180度 の 範 囲 を10等 分 し、r方 向 は格 子 間 隔 が rに 比 例 す る よ うに50分 割 した格 子 を空 間 に設 定. 熱 中 性 子 用 位 置 敏 感 型 比 例 計 数 管(PSPC)を 開 発 し、 6気 圧Ar+10%CH4計 数 ガ ス 、10B固 体 薄 膜 層 を使. 直線 状 約0.2mmの. 用 して 位 置 分 解 能O.72[㎜ 】(FWHmoを 達 成 して い る。 これ ま で の研 究 に よ り、薄膜 層 か ら放 出 され. 3。 解 析 結 果. る α線(連 続 分 布)の 高 エ ネル ギー 成 分 につ い て 、位. した 。初 期 電 荷 は 計算 最 大 半 径 の内 側 に 、r方 向 に. 図1に 一 θ)平. 置 ピー クが 左 右 に 分裂 す る現 象 が 見 出 され た 。この. 長 さ に配 置 し、 計 算 を行 っ た。. 経 過 時 間8.03n8ec後 の 電 子 な だ れ の(r 面 に お け る空 間 的 広 が りを示 す 。. ・ 8. 。。。. .。・!. !. 鋤. 伽. 。. 向 を示 す こ とが で き た。 しか し、SISC効 果 を解 析 す る に は 、PSPC内 で初 期 電 荷 密 度 の 効 果 を評 価 す る必. 8.. 〆. ". ︾8. .. N. %. %. 効 果 に 対 して よ り物 理 的 意 味 が 追 え る計 算 手 法 に 基 づ く研 究 に 着 手 した。芯線 に電 荷 が吸 収 され る傾. .3・・ ∼. 。 .8 篭. ◎. 合 、電 子 雪崩 形 成 過 程 で 生成 す る 自 己誘 導 型 空 間 電 荷(SISC)効 果 に 起 因 す る と 思 わ れ る。 昨 年 、SISC. 0 00 0● 8 0. ・。。。. ∴ミ. 現 象 が 位 置 分 解 能 を 劣 化 させ て い る と考 え られ る。 こ の現 象 は、検 出器 を制 限比 例領 域 で 作 動 させ た 場. 1mm. 要 が あ っ た 。今 回 、初 期 条 件 で あ る印 加 電 圧 と初 期 電 荷密 度 を変 化 させ 解 析 を行 い 、そ の 影 響 に つ い て の 評価 す る こ とを試 み た。こ こに これ ま で 得 られ た. 図1電. 子 な だ れ の(r-z)、(r-e)平 空 間 的 広 が り(血. 陽極. 面 にお け る 印 加 電 圧1500V). 成 果 を 報 告 す る。. この 図 よ り電 子 が 増倍 され 芯 線 に 吸 収 され て い く. 2.計. 様 子 を 再 現 す る こ とが で きた 。ま た 、図2に 初 期 電 子数 と8.03n8ec後 の電 子 数 の 初 期 電 荷 に対 す る比. 算手法. 放 電 中の 構 成 粒 子 と して 、電 子 と正 イ オ ン を考 え る 時 、 電 子 の ドリフ ト、 電 離 、 拡 散 を 考 慮 す る と、. を示 す。こ の 図 よ り初 期 電 子 数 増 加 させ る と電 子 の 増 倍 が 減 少 す る こ とが わか る。. 次 に示 す粒 子 密 度 の 保 存 式(連 続 の 式)が導 か れ る。 婁 里). (1). 讐+dirfn・w)=em・pv+D▽2ne. ×10'16. 1.5. 箸=aM・M(2) こ こ で 、ne、n+[cm'3】 畝=lM)[cm18ec】. 劉. は電 子及 びイ オ ンの密度 、 は 電 子 の ド リ フ ト速 度 、 α. 【1/cm】は 電 離 係 数 、D[cm218ec】. は 電 子 の 拡 散係 数 で. あ る。. 図2初. 50100150 初 期 竃 子 数(相. 20④. 期電子 と初期電子数 に対す る電子数の比. 連 続 の 式 の 数 値 解 法 と し て 、特 性 曲 線 法 を 用 い た Fortranプ. ロ グ ラ ム を 使 用 し た(原 研 の 納 富 先 生 製. 作)。 陰 極 の 内 径10.Omm、. 芯 線 半 径25μmの. 4.ま. 円筒. 類 に お い て 、 ガ ス 圧1気 1500V、2000V、3000Vの3つ. 圧 、芯 線 の印 加 電圧 は の 場 合 につ い て 計 算. た 。 しか しな が ら、印加 電 圧 等 の 計 算 条 件 を変 化 さ. を 行 っ た 。 円 筒 座 標 を 用 い て 芯 線 方 向 をz、. 芯線 に. 垂 直 な 方 向 をr、z軸. の周 りの 回転 角 を θ と した。. 電 子 増 幅 可 能 なrを. 考 慮 し 、 計 算 最 大 半 径0.5mm. を 設 定 し た 。z方. と め. 時 間 経 過 に 従 い 電 子 が 増 倍 され 芯 線 に 吸 収 され て い く過 程 を示 す こ とが で き た 。ま た 、初 期 電 子数 の 増 加 が 電 子 増 倍 を 妨 げ る傾 向 を示 す こ とが で き. 形 状 比 例 計 数 管 を 考 え 、 印 加 ガ ス 血 、CH4の2種. せ た 場 合 、 計算 が破 綻 す る場 合 が あ り、そ の解 明 が 今 後 の 課 題 で あ る。. 向 は 電 子 な だれ の 大 き さ を考 慮 し 119. 250. 対 値).
(10) 付 録2. 対電離箱 を用 いた 中性 子 ・γ線混合場 の線 量測 定 に関す る研 究 05-1-036-0027和. 田 巧. (原 子 力 研 究 所 第3研. 1.は. じめ に. 究 室). 加 速 器 中 性 子 場 の 方 が 最 大 で100倍. 中 性 子 を 利 用 す る場 に は 通 常 γ線 も存 在 す るが 、. 弱 大 き く 、そ の. 両 者 が 人 体 に及 ぼ す 影 響 は 質 的 に 大 き く異 な っ て. 相 対 誤 差 は 原 子 炉 【0.5-O.7%1が 加 速 器 中 性 子 場[2 -6%】 よ り小 さ か っ た 。一 方 、正 味 の 信 号 電 流 とB.G. い る。 ゆ え に それ ぞ れ の 放 射 線 に よ る被 曝 影 響 を正. の 比 は 加 速 器 中 性 子 場 の 方 が 約1000で. し く評 価 す る こ とが重 要 で あ る。 そ こで 今 回 、 中性. 大 き い 。 結 果 と して 線 量 評 価 値 の 相 対 誤 差 は 加 速 器. 子 線 と γ線 の 混 合 場 の線 量 測 定 に お い て 最 も 一 般. 中性 子 場 の 方 が2-7%と. 的 で 線 量 評 価 精 度 の 高 い 対 電 離 箱 法 に よ り空 間 線. よ り小 さ く な っ て い る。. 量 を測 定 す る こ とを試 み た。. 放 射 線 に対 す る感 度 が ほぼ 等 し. 離箱. 伽. 簡幽脚 醐. TypebT. lhour一. 十N,. 7瞬. 性 子 線 に 対 す る 感 度 が 低 い グ ラファ朴 一CO2電. 雛騰. 4. い ポ リエチレンーC2H4電 離 箱 【Type・ ・T】 と 、 γ線 に 比 べ て 中. =o鷺 N旧 =o■. 離 箱 を使 用 す る(両. の電. 一GraphiteChamber(Type-U) 一一一一・PotyethyleneChamber(Type-T). 6. 中 性 子 線 と γ線 に 対 す る 感 度 が 異 な る2本. 、 原 子 炉 の 場 合 【8--16%]. 8. 定原 理. 安 二ご 5 ﹂﹂δ. 2.測. 10. あ り遙 か に. [Type-u])。 こ れ らを 組 み 合 わ せ る こ と に よ り中 性 子 00. 線 と γ線 の 線 量 を 分 離 し て 評 価 す る こ と が で き る 。. 2000400060008000 Sampllng'5. 各 々 の 電 離 箱 か ら得 られ た60Coγ 線 相 当 の 測 定 線 量. 図1加. をRT 、Ruと す る と 、 RT=k,D。+h,D。(1). {. 速器中性子場での測定結果. 0.13 9:52臨. Ru=k.1)N+h.Z)G(2). とな る。 こ こ にkT、kuは 性 子 感 度 比 、hT、huは. 校 正 用 γ線 感 度 と混 合 場 中. 校 正 用'y線 感 度 と混 合 場 γ線. 感 度 比 で あ る 。kT、kuは 今 の 場 合 そ れ ぞ れL28、0.08 で あ る 田 。 ま た 近 似 的 にh1≡hu≡1で. あ る こ とか ら、. 上 式 を 解 く こ と に よ り中 性 子 吸 収 線 量 率DNと. 2∼o. 9・s・… 丁忍. .1z. 書. 界. 好. …. 凱 瀞4. § ω1 籍. γ線. 量 α。9L…8・s… 吸 収 線 量 率DGが. 蜘. 求 め られ る 。 ⊥L」__. 0.08. 500 Sanpling!8. 0. 3.実 験 大 阪 大 学 核 物 理 研 究 センターのAVFサ れ た30MeV陽. 子 をBe標. イクロトロンか ら得 ら. し て1秒. で測 定 した. 。電 流 値 はGPBイ. エレクトロメ. ンターフ・一スを 介. ご と に 時 系 列 テ"一 一.タ と して 記録 した。 同 様 に. 近畿大学原子炉偲. 一 ㎜,恥. 行 った 。. 炉 頂 で の測 定 結 果. の炉 頂 に て 測 定 を. 5.ま と め 対 電 離 箱 法 を用 い て 加 速 器 中性 子 場 、原 子 炉 場 の 空 間 線 量 測 定 を行 っ た 。 加 速 器 場 で は 中性 子 線 量 、 γ線 量 の 順 に4--9mGy/血n、0.5-1.7mGy/m㎞. と評. 価 で き た 。 同 様 に 原 子 炉 場 で は0.Ol25mGy1血n、 0.0023mGy/minと. 4.測 定 結 果 お よ び 考 察 結 果 を 図1,2お. ㎜. 的 に 照 射 し 、対 電 離 箱 を そ. の 周 辺 に 配 置 して 、 各 々 の 電 流 をKeithley製 ーター617型. 図2UTR一. 1000. よ び 表1に. 【1]YOgawaeta1.,理 示 す 。 電 流 測 定 値 は 、(1989)179-185 -120一. な った 。 工 学 部研 究 会 報 告. 第25号.
(11) Vol.46(2009). 近畿大学原子 力研究所年報. プ ラ ス チ ッ ク シ ン チ レー シ ョ ン フ ァ イ バ ー を 用 い た 原 子 炉 炉 頂 の 放 射 線 二 次 元 空 間 線 量 分 布 測 定 に 関 す る研 究 05-1-036-0137吉. 田. 太朗. (原子力研 究所 第3研究 室). 1.は. じめ に. 調 に 減 少 す る の で は な く 、一 旦 増 加 して か らh=0.3m. プ ラ ス チ ック シ ン チ レー シ ョ ン フ ァイ バ ー(Plastic. 付 近 で最 大 とな り、 そ の 後 は減 少 して い く傾 向 が 見. scintillationfiber:PSF)は、コア 材 と して放 射 線 に 有 感. られ た。 こ の こ とは 、 実 効 的 な遮 蔽 厚 さ が 比 較 的 薄. な プ ラ ス チ ック シ ン チ レー タ を用 い た 光 フ ァ イ バ ー. い 炉 心 真 上 の位 置 に お い て 、 中性 子 線 お よ び γ線 が. の 一 種 で あ る。 フ ァ イ バ ー 上 の どの 位 置 に 放 射 線 が. 鉛 直 上 方 に偏 っ た 方 向性 を 持 っ て 放 出 され て い る こ. 入 射 した か と い う情 報 を得 る こ とに よ り、 放 射 線 の. と を示 唆 して い る。. 多 点 同 時 計 測 が 実 現 され 、 そ の 空 間 分 布 の 把 握 が 可 能 と な る。 本 研 究 で はPSFを. 用 い て原 子炉 炉頂 の. 鱗. =. 様 々 な 高 さで 空 間 線 量 分 布 測 定 を行 い 、放 射 線 二 次 元 空 間 線 量 分 布 が どの よ うに な っ て い る か を調 べ た。. 豊. 茎. §,. 2.PSFに PSFの. よ る放 射 線 入 射 位 置 検 出 原 理. o. イ く へ ∼).. ど こ か に 放 射 線 が 入 射 して シ ン チ レー ター. を発 光 させ る と、PSFの. ・ 畿 撮. 光 フ ァイ バ ー と して の機 能. 詳. に よ り、発 生 した 光 は フ ァ イ バ ー の 両 端 に 向 か っ て 走 り出 す 。 そ の 時 の伝 播 速 度 は 有 限 の 一 定 値 で あ る. 図1. ・ 5窟. ア. 原子 炉炉 頂部 での垂直方 向二 次元計 数率分布. た め 、 両 端 に 到 達 す る ま で に伝 播 距 離 に 比 例 した 時. 5.ま. 間 が 必 要 とな る。 こ の 時 間情 報 を も とに放 射 線 の 入. とめ. 今 回、一次 元のPSF検 出器 を垂 直方 向に走査す る. 射 場 所 を割 り出す 。. ことに よ り、原子炉 炉頂 での垂 直方 向の放射 線計数 3.測. 定. 率二次 元分布 を測 定 した。 そ の結果 、PSFの 設置位. PSFの. 両 端 の信 号 を 読 み 出 し、 そ の 到 達 時 間 の 差. 置が原子 炉 中央位置 か ら75cmず. をTACで. 電 圧 信 号 に 変 換 す る こ とに よ り位 置 分 布 を. ため 、炉 心 に一番近 いPSF位 置 で の計数率 に注 目す. れ た場所 で あった. 常 運転 時 に 、一 本 の. る と、炉 頂表 面か ら垂 直方 向 にPSFを 持 ち上 げた時. 炉 頂 表 面 か らの 距 離(h)を 変 化 さ. に、そ の計数 率 は一度上 昇 し、そ の後 減少 して い く. せ な が ら計 数 率 分 布 を 計 測 し、 垂 直 方 向 の 二 次 元 計. とい う傾 向を示 した。 また、確 認 のため に炉心直 上. 数 率 分 布 を 評 価 した 。 この 時 、 厚 さ2.5㎜. のスチー. にお け る垂直 方 向の計数 率分布 を調べ た ところ、炉. 中 に 通 して か ら測 定 し、. 心か ら離 れ るにつれ て 単調 に減少 す る こ とが確認 さ. 決 定 す る。今 回 、原 子 炉 が1W定 PSF(有 感 長15m)の. ル 製 パ イ プ(長 さ3.7m)の. PSF全 体 の 高 さ が 一 定 に な る よ うに保 持 した。 ま た 、. れ た。 この こ とか ら、近 畿大学 炉 の炉 頂 での放射線. PSFを. 量の垂 直方 向分布 は、計 測す る位 置 に依存 して複雑. 配 置 した 水 平 位 置 は 、 炉 心 中 央 か ら お よ そ. 75cm離 れ た 場 所 で あ っ た 。. に変化す るこ とが わか った。. 4.測. 参 考文 献. 定結 果 、考察. 図1に 示 す よ うに各hで の 計 数 率 分 布 は 、 炉 心 に 一 番 近 いPSF上 の位 置(x=7 .9m)に 頂 点 を 持 つ ガ ウ ス 分 布 と な っ た 。 こ こ で 、x=7.9mで す る と 、PSFを. [1]デ. イ ヴ ィ ッ ド ・ム ー ア 、 ジ ョー ジ ・マ ッ ケ イ ブ:"実. デ ー タ で 学 ぶ 、使 う た め の 統 計 入 門",. 日本 評 論 社,pp77-82(2005). の計数 率 に注 目. 炉 頂 か ら垂 直 方 向 に 離 す につ れ て 単 121.
(12) 付 録2. エ ネ ル ギ ー ・環 境 問 題 に 関 す る ジ オ ラ マ の 設 計 ・製 作 原 子 力 研 究 所 第1研. 究 室05-1-33-0095加. (共 同 研 究 者)05-1-33-0148村. 減. 喬 樹. 井. 達 郎. [目 的] 近 年 の エ ネ ル ギ ー 消 費 の 増 加 に伴 うエ ネ ル ギ ー 資 源 の確 保 や エ ネ ル ギ ー 利 用 に よ る環 境 問 題 が 顕 在 化 して い る。 こ の 問 題 の 解 決 の た め に は 国 民 一 人 ひ と りが エ ネ ル ギ ー や 環 境 問 題 につ い て 考 え る必 要 が あ る。 本 研 究 は 、 主 に 小 ・中学 生 を 対 象 と して 、 エ ネ ル ギ ー と環 境 を学 ぶ こ と が で き る教 材 と して の ジ オ ラ マ を 設 計 製 作 す る こ と を 目的 とす る 。 [方 法] 昨 年 度 の 研 究 で ジ オ ラマ の 概 略 設 計 が で き て い た の で 、 縦1メ. ー トル 横1.3メ. ー トル 高 さ30セ. ンチ. メ ー トル の ス ペ ー ス の 中 に エ ネ ル ギ ー と環 境 問 題 に 関 して 取 り付 け る ア イ テ ム に つ い て 最 近 の 新 聞 記 事 を 元 に 見 直 した 。11月 に 原 子 力 研 究 所 に て 開催 され る原 子 力 展 の テ ー マ が 「 低 炭 素 社 会 を 築 くた め に 」 とな っ た の で 、 こ の ジ オ ラ マ を原 子 力 展 に 展 示 で き る よ う作 業 を 進 め た。 ま た 、 ジ オ ラ マ の 各 ア イ テ ム につ い て パ ソ コ ン で 示 す 解 説 画 面 に つ い て は 、 原 子 力 展 向 に作 成 す る こ と と した 。 [結 果 ・考 察] 1)ジ オ ラ マ を 、 エ ネ ル ギ ー 資 源 、 発 電 、 エ ネ ル ギ ー 利 用 とい う3つ. の ゾ ー ン に分 け て 配 置 した 。 エ. ネ ル ギ ー 資 源 ゾ ー ン に は 、 炭 鉱 、 油 田 、 ガ ス 田 、 ウ ラ ン 、 バ イ オ エ ネ ル ギ ー な ど、 発 電 ゾー ン に は 、 原 子 力 、 水 力 、火 力 、 風 力 、 太 陽 電 池 に新 た に 廃 棄 物 発 電 所 と小 型 水 力 発 電 所 を加 え た 。 ま た 環 境 に つ い て は 、 産 業 、 交 通 、 生 活 の 分 野 で エ ネ ル ギ ー を 利 用 して い る ア イ テ ム を 置 い た 。 製 作 に 当 た っ て は 、 軽 量 化 を 図 るた め 発 泡 ス チ ロ ー ル を べ 一 ス に 木 材 を材 料 と して 、二 人 で 共 同 制 作 した。 子 供 の 目 を 引 き 付 け る た め に 風 力 発 電 機 の 翼 を 動 く よ うに 、ま た ア イ テ ム の ボ タ ン を押 す こ とに よ りLEDが 発 光 す る よ うに した 。(写 真) 2)解 説 画 面 は パ ワー ポ イ ン トを使 用 し、 文 字 を少 な く 、イ ラ ス トや 写 真 を 多 用 し、 最 新 の デ ー タ に よ る グ ラ フ も使 用 した 。 低 炭 素 社 会 の イ メ ー ジ につ い て はパ ソ コ ン の解 説 画 面 で 示 す こ と と した 。 これ は 、 二 人 で 分 担 して 作 業 を行 っ た 。(図) 3)8月. に原 子 力 研 究 所 主 催 で 小 学 生 を対 象 と した 夏 休 み エ ネ ル ギー 教 室 が 開催 され た の で 、 こ こ で. エ ネ ル ギー 資 源 な どの 解 説 画 面 を パ ネ ル に して 子 供 た ち に説 明 し、 ア ンケ ー トを 行 っ た 結 果 、 わ か り や す い と の 回 答 を得 た 。11月 の 原 子 力 展 で ジ オ ラ マ を展 示 した 。ア ン ケ ー トの 結 果 で は 、面 白か っ た 、 わ か りや す か っ た とい う回 答 が 多 か っ た が 、 解 説 画 面 に つ い て は 画 面 数 が31と. 多す ぎた のか全 画 面. を とお して 見 た 人 は い な か っ た 。 ジ オ ラ マ の ア イ テ ム につ い て は 稼 動 す る もの を 増 や す こ と、画 面 は 数 を減 ら して 音 声 を 入 れ る こ とが 課 題 と して あ げ られ る 。. 雀3ゑ. 拶. よrj、. 駿 瀞 饗 一 利 用. 灘》. 景終工ネ匹牟→ 肖費. 匿業郁門..工場:化 石播 斜、電気 r所:石 繊(コー」7ス). 2006年. 産業部門 遷輪部門..自動車=ガ ソ叩ン、== タ!-tL、 懲 簡電池 電気自動軍、電軍」鯉 機.盤 舶 民生即門 家.マ ンシ8ン.学 棚i. 民生部. 剣卜一 写真. 図. ジオ ラマ の外観 122. 解説画面の例.
(13) Vol.46(2009). 近畿大学原子 力研究所年報. エ ネル ギ ー ・環 境 問題 に関 す る ジオ ラ マの 設 計 ・製 作. 原 子 力 研 究 所 第1研. 究 室05-1-033-Ol48村. (共 同 研 究 者)05-1-033-0095加. 井. 達郎. 減. 喬樹. 旧 的] 近 年 の エ ネ ル ギー 消 費 の増 加 に伴 うエ ネ ル ギ ー 資 源 の確 保 や エ ネ ル ギ ー 利 用 に よ る環 境 問題 が顕 在 化 して い る。この 問題 の解 決 の た め には 国 民 一 人 ひ と りが エ ネ ル ギ ー や 環 境 問題 につ い て考 え る必 要 が あ る 。本 研 究 は 、小 ・中学 生 を対 象 と して 、エ ネ ル ギ ー と環 境 に 関す る現 状 や 問題 点 を認 識 で き る教 材 と して の ジ オ ラ マ を設 計 製 作 す る こ とを 目的 とす る。 [方法] 昨年 度 の研 究 を 引 き継 ぎ 、設 計 図 を も とに 、縦1メ. ー トル 横1.3メ. ー トル の スペ ー. ス の 中 で ジオ ラマ 製 作 に取 り掛 か り、ジオ ラマ の 各 ア イ テ ム に関 す る情 報 をパ ソコ ン で示 す た め の画 面 の作 成 を した。 ま た ジ オ ラマ で は制 作 した模 型 にLEDラ け 、押 しボ タ ン でLEDに. ンプ をつ. よ り各 模 型 を示 す こ とが で き る こ と と した。. [結果 ・考 察] ジオ ラマ アイ テ ム はエ ネ ル ギー 資 源 、エ ネ ル ギー 資 源 か らの発 電 方 法 、最 終 エ ネ ル ギー 消 費 の3部. 門 の 中か ら新 聞 記 事 に多 く取 り上 げ られ て い た も の を選 び模 型 を作. 成 した。 資源 と して 、石 炭 、石 油 、天 然 ガ ス 、 ウラ ン 、バ イ オ エ ネル ギー を取 り上 げ た。 資源 か らの発 電 方 法 と して 、原 子 力 、火 力 、水 力 、風 力 、地 熱 、太 陽 電 池 、廃 棄 物 、小 型 水 力 の各 発 電 所 模 型 を製 作 した。 ま た 、最 終 エ ネ ル ギー 消 費 場 所 と して エ ネ ル ギー 消 費 の高 い製 鉄 所 、交 通機 関 、 オ フ ィス 、住 宅 等 の模 型 も製 作 した 。 なお 、模 型 は1/1000ス. ケ ール の 大 き さで 、 持 ち運 び を考 え軽 量 とす べ く木材 や発 泡 ス チ ロー. ル を用 い た。 パ ソ コ ン に よ る解 説 は 、パ ワー ポイ ン トと用 い て 、図 ・写 真 の他 、参 考 文 献 か らの情 報 と してエ ネ ル ギー 資 源 の動 向 、各 資 源 の長 所 ・短 所 な どを小 ・中学 生 向 に作 成 した。 11月. 気 気. に行 われ た原 子 力 展 で展 示 を し、 子 供 た. .。. 痢 ヤ≧,. ・L9簗. ち か らア ン ケー トを とっ た と ころ 、わ か りや す い とい う回答 が多 く、 ま た子 供 達 はLEDの. 点灯や. 風 力 発 電 機 が 回 るな ど動 き の あ る も の に 関 心 が 高 い こ とが わ か っ た。. 癖寵遜 賦 難. 参考文献. ごi輩i∵llΨ. ".・"グ4趣'一 回. [1]エ. ネ ル ギー 白書(2008年. 版). [2]吉. 田邦 夫 『ク リー ンエ ネ ル ギー 社 会 のお. 写真. 話 し』 日本 規 格 協会(2008). 123. 一 噂 ジ オ ラマ の 上 面. 臨1.
(14) 付 録2. 超 臨 界 水 に お け る ニ ッケ ル 基 合 金 の特 性 評 価. 原 子 力 研 究 所 第1研. 究 室05-1-33-099福. 間. 大介. [目 的] 超 臨 界 水 と は 、 臨 界 点(温 度:374.1℃ 、 圧 力:22.1MPa)を. 超 え た 高 温 高 圧 の 水 で あ る。 こ の超 臨 界 水. の 特 徴 は 、 分 子 運 動 が 速 い こ とに よ る物 理 的 な 活 性 が 高 い こ と、 並 び に 、水 に も 関 わ らず 誘 電 率 が 有 機 溶 媒 と同 様 の 値 で あ るた め 難 燃 性 有 機 物 を 分 解 しや す い こ とで あ る。 しか し、超 臨 界 水 は こ の よ うな 特 徴 を 持 つ こ とか ら反 応 容 器 に も影 響 を 与 え る こ と、 す な わ ち 、反 応 容 器 の 腐 食 が 懸 念 され て い る 。 こ の こ と につ い て は 、 様 々 な研 究 が され て い る が 、 完 全 な 結 論 に 至 っ て い な い。 本 研 究 で は 、 超 臨 界 水 反 応 容 器 の 材 料 と して検 討 され る ニ ッ ケル 基 合 金 の ハ ス テ ロイC-22及 テ ロイC-276並. び に ス テ ン レス のSUS304及. びSUS316L試. びハ ス. 験 片 を 様 々 な 超 臨 界 水 に 暴 露 した 後 、引 張. 試 験 を行 い 、 そ の 特 性 を評 価 す る こ とを 目的 とす る。 [方 法] 本 研 究 で は 、 内 容 積10m1の. ハ ス テ ロ イC-22製. バ ッチ 式 超 臨 界 水 反 応 容 器 に試 験 片 を 投 入 後 、3ml. の 水 溶 液 を添 加 し密 封 した 。試 験 片 の 大 き さ は 、 引 張 部 幅1.2mm、 を450℃. 引 張 部 厚0.5mmで. と し、この 温度 に お い て 、 難 燃 性 有 機 物 が 十 分 に 分 解 す る と され る30分. あ る。 反 応 温 度. を 反 応 時 間 と した[1]。. な お 、 水 溶 液 に つ い て は 、 難 燃 性 有 機 物 が 分 解 す るプ ロセ ス を 簡 単 に 模 擬 す る た め 、水 、 炭 酸 水 、 炭 酸 水 とエ タ ノー ル の 混 合 水 溶 液 の3種 類 を用 い た 。 超 臨 界 水 反 応 後 の 試 験 片 に つ い て 、 引 張 試 験 機 を用 い0.2mmlminの. 条 件 で 引 張 試 験 を 実 施 し、 そ れ. ぞ れ の荷 重 一 歪 み 曲 線 か ら、 こ れ ら材 料 の 特 性 を評 価 した 。 ま た 、 走 査 型 電 子 顕 微 鏡(SEM)に. よ る破. 断 面 の観 察 も実 施 した 。 [結果 及 び 考 察] 荷重一 歪 み 曲線 の評 価 か ら、非 処 理 に 比 べ 超 臨 界 水 に 暴 露 した 試 験 片 の 強 度 は低 下 して い る こ とが わ か っ た 。 ま た 、 ハ ス テ ロイC-22に. つ い て 、 炭 酸 水 とエ タ ノー ル の 混 合 水 溶 液 の 条 件 で は 、 弾 性 領 域 で 破. 断 す る こ とが わ か っ た 。 SEMに. よ る観 察 の 結 果 、SUS304及. びSUS316Lに. つ い て 、 炭 酸 水 とエ タ ノー ル の 混 合 水 溶 液 の 条. 件 で の試 験 片 の 破 断 面 は 、非 処 理 に 比 べ 粒 界 が 不 明 確 と な っ て い る こ とが わ か り、 これ は アル カ リ脆 化 が 発 生 す る と考 察 され る。SUS304及 そ れ ぞ れ 、 図1及. 非 処 理. び 図2に. 水. び ハ ス テ ロイC-22の. 試 験 片 の 破 断 面(2000倍)のSEM写. タ ノー ル. 非 処 理. 真 を、. 示す 。. 水+エ. 図1SUS304のSEM写. 真. 図2ハ. [1]DecompositionofRadioactiveOrganicWasteswithSupercriticalWaterMediumContaining RuO2,W.Sugiyama,K-C.Park,T.Yamamura,H.Okada,YSugita,H.Tomiyasu,Journalof NUCLEARSCIENCEandTECHNOLOGY,42(2)(2005).. 124. 水 ス テ ロ イC-22のSEM写. 水+エ. タ ノー ル 真.
(15) Vol.46(2009). 近畿大学原子 力研究所年報. 固体 飛跡検 出器 を用 いた教育 実験 に関す る研究 原 子 力 研 究 所 第2研. 究 室04-1-43-105新. 葉. 一. [目 的] 現 在 、日本 国 内 で は 放 射 線 は放 射 線 治 療 ・放 射 線 照 射 に よ る殺 菌 等 で扱 わ れ 、医療 や 産 業 の 各 々 の 分 野 で 活 用 され て い る。 しか しな が ら 、放 射 線 ・原 子 力 等 を授 業 や 実 験 で 取 り上 げ る 学 校 が 少 な く 、 学 校 教 育 に お い て 放 射 線 に つ い て の 教 育 が 十 分 に な され て い な い 。 この 様 な 背 景 か ら放 射 線 の 知 識 普 及 の た め 、 教 室 内 又 は 実 験 室 内 で 行 う こ とが 可 能 な 固 体 飛 跡 検 出 器 を 用 い た 教 育 用 実 験 の 開発 と研 究 を 目的 と して い る。 [方 法] こ の 実 験 で はCR-39樹. 脂 を 飛 跡 検 出 固 体 と して 用 い 、 市 販 の ラ ン タ ン マ ン トル 又 はTIG溶. を α線 源 と して使 用 した。 α線 源 とCR-39樹 プ フ ィル ム を1枚 又 は2枚. 脂 を密 着 させ た 場 合 と 、 そ の 間 に 遮 蔽 物 と して ラ ッ. を 挿 入 した 場 合 の3通. エ ッチ ン グ溶 液 と して は90℃ の30%-KOH水. 接棒. りの 条 件 で 照 射 を行 っ た。 飛 跡 の 拡 大 の た め の. 溶 液 を 用 い 、8∼30分. の エ ッチ ン グ を行 っ た 。. [結 果 ・考 察] 今 年(2008年)近. 畿 大 学 原 子 力 研 究 所 で行 わ れ た研 修 会 に お い て 、 中 学 校 ・高 等 学 校 及 び 高 等 専. 門 学 校 の 教 員 の 方 々 を 対 象 に 上 述 の 固 体 飛 跡 検 出 器 を用 い た 教 育 用 実 験 を行 っ た 。 エ ッチ ン グ に よ り拡 大 され た飛 跡(エ ッチ ピ ッ ト)は、 目視 観 察 と顕 微 鏡 観 察 が 可 能 で あ る。 図.1に 顕 微 鏡 観 察 の 結 果 を示 す 。 そ の 実 験 後 、先 生 方 に ア ン ケ ー トを 記 入 して い た だ き 、改 善 点 や 感 想 を承 っ た 。改 善 す べ き 点 、 ま た 実 施 す る うえ で の 問題 点 と して 指 摘 され た 事 項 は5つ 30%-KOHの. で 、 ① 実 験 材 料 ・器 具 の 費 用 、 ②90℃. 危 険 性 、③ 生 徒 全 員 に実 験 を 行 うの が 困 難 、④ 学 習 指 導 要 領 との 関 連 付 け をす る こ と、. ⑤ エ ッチ ン グ前 後 で の 変 化 の 印 象 が 弱 い 、 で あ る。 改 善 の 方 策 と して は 、低 温 の30%-KOHで. エッチング時間. エ ッ. 8分 遮 蔽 無し. チ ン グ を 行 う こ とに よ る 器 具 の 費 用 の 低 減 化 及 び30%-KOHの. 危 険 性 の 軽 減 で あ る。そ う して. 字 な どに よ る遮 蔽 を行 い 、生 徒 達 が わ か りや す くか つ 興 味 を ひ く よ うに 実 験 内 容 を 改 善 す る。. Oe. ラップ 2枚. 生 徒 全員 を対 象 に 実 験 をす る こ とが 困難 な 学 校 で は 、部 活 動 等 で こ う した 実 験 に 興 味 を持 っ 生 徒 を 対 象 に 実 施 す る こ と も考 え られ る。. 口H 50μm. Oσ,○. ラップ ー枚. 遮 蔽 物 の有 無. 実 験 の 作 業 を よ り安 全 化 す る。 ま た 、図 形 ・文. 15分30分. Ω 照 射 距 離:密 着. 國. 鶴 田 隆 雄:新 鶴 田 隆 雄:放. 射 線 入 門(第2版),通. 商 産 業 研 究 社,pp.71-79(2008). し い 固 体 飛 跡 検 出 器:DAP樹. α 線 源:溶. 脂 に つ い て,IsotopeNews,No.645,11-17(2008). 射 線 が 固 体 中 に 作 る 飛 跡 の 観 察,IsotopeNews,No.648,33-38(2008). 125. 間. 接棒. (直 径4,0mm). エ ッチ ン グ 条 件= 990・C ,30%KOH. 図.1光 学 顕 微 鏡 を用 い た α線 飛 跡 の エッチ ピット観 察. [参 考 文 献] 鶴 田 隆 雄:放. 照 射 時 間=3日.
(16) 付 録2. ゼ オ ライ トへ の 放 射 線 照 射 に よ る 抗 菌効 果 の 増 強 メ カ ニズ ム. 原 子 力 研 究 所 第3研. 究 室05-1-33-0131米. 崎. 淳. [目 的] 有 機 系 抗 菌 剤 は 極 め て 強 い 制 菌 力 を持 っ て い る が 、人 間 の 細 胞 に も損 傷 を 与 え る な ど有 害 な 面 も多 い 。 人 間 や 動 物 細 胞 に は有 害 で は な く、微 生 物 や 大 腸 菌 に 対 して 制 菌 性 が 有 効 と され る も の と して 、 無 機 系 抗 菌 剤 が あ る 。 無 機 系 抗 菌 剤 と し て 市 販 さ れ て い る 人 工 ゼ オ ラ イ トの 抗 菌 力 の 検 証 を 行 い 、 放 射 線 に よ っ て 抗 菌 力 の 増 強 が あ る か ど うか を解 明 す る こ と を 目的 と した 。 [方 法] 〈材 料 〉抗 菌 剤:亜. 鉛 系 ゼ オ ラ イ ト(ミ. 大 腸 菌:抗Ampicillin大 培 地:0.001%ミ. ズ カ ナ イ ト). 腸菌. ズ カ ナ イ ト含 有 寒 天 培 地. 〈手 順 〉(1)ゼ オ ラ イ ト含 有 培 地 にX線(140kV、4mAの た 後 、 抗Ampicillin大. 条 件 下 で50Gy、100Gy、250Gy、500Gy)を. 照射 し. 腸 菌 を 塗 布 し て 培 養 し 、 非 照 射 の ゼ オ ラ イ ト含 有 培 地 の コ ロ ニ ー 数 と 比. 較 して 生 存 率 を 調 べ た 。 (2)ま た 、 紫 外 線(以. 下UVと. 略 す る)に. よ っ て 抗 菌 効 果 の 増 強 が お こ る か ど うか を調 べ る た め 、. ゼ オ ラ イ ト含 有 培 地 に 紫 外 線(550J/m2、1100J/m2、2750J/m2、/5500J/m2)を Ampicillin大. 照 射 した 後 、 抗. 腸 菌 を 塗 布 し て 培 養 し 、非 照 射 の ゼ オ ラ イ ト含 有 培 地 の コ ロ ニ ー 数 と 比 較 し て 生 存. 率 を調 べ た 。 [結 果 と 考 察] 図 に 示 す よ う に 、UVを 05001100. 2750. 照射 し. た 培 地 は 線 量 に 関係 な く、 大 腸. 5500J/m2. 菌 の生 存 率 に影 響 を与 え ない こ 1.1. と が 認 め られ た 。そ れ に 対 してX. 1. 線 照 射 で は 線 量 に 比 例 して 大 腸. 0.9 0.8 生0・7 存0・6. 率8:1. ◆X線. 菌 の 生 存 率 が 低 下 して お り、 線. ■紫 外 線. 量 依 存 性 が 認 め られ た 。 な お 、 図 に お い てX線 線 量 とUV線 量 は 、 直接 大 腸 菌 に それ ぞれ の線 を照. 8:l o・6. 射 した 際 に得 られ る 生 存 率 が 等 050100150200250300350400450500550Gy 繍 照 射 とW照 射 に よ る 大 腸 菌 の 生 存 率 の 変 化. 価 な 値(UV550J/m2はX線50Gy と 等 価 な 生 存 率 を 与 え る)を 横 軸 に とっ て あ る。. ま た 、ESR信 号 を観 察 した結 果 、X線 照 射 に よ っ て ゼ オ ライ トに ラ ジ カ ル が 生 成 した こ と が わ か っ た。 した が っ て 、X線 照 射 に よ っ て 生 成 され た ラ ジ カ ル が 大 腸 菌 の 増 殖 を 抑 制 して い る と考 え られ る。. 126.
(17) Vol.46(2009). 近畿大学原子 力研究所年報. 放 射線 に よ るDNA二 重 鎖 切 断の 修 復 に お け る XRCC4の 機 能 と リン酸 化 に よ る制 御 原子力研究所. 第3研. 究 室05-1-033-0104白. 石智子. 【 研 究 の 目的 】 放 射 線 に よって 生 じるさまざまなDNA損 傷 の 中 で 、DNA二 重 鎖 切 断 は 細 胞 の 生 死 に最 も深 く関 わ る と考 えられ て い る。DNA二 重 鎖 切 断 は 主 として 、非 相 同 末 端 結 合(NHEJ)と 相 同組 換 え によっ て修 復 さ れ る。XRCC4はDNAligaseIVと 複 合 体 を形 成 し、DNA二 重 鎖 切 断 修 復 の最 終 段 階 であ るDNA末 端 の 結 合 反 応 を司 ると考 えられ る分 子 であ る。これ まで に、XRCC4がDNA二 重 鎖 切 断 の セ ンサ ー 分 子 で あるDNA-PKに よって リン酸 化 され ることが 明 らか にな ってい る。本 研 究 は 、XRCC4欠 損 細 胞 、正 常 XRCC4導 入 細 胞 、リン酸 化 部 位 欠 損XRCC4導 入 細 胞 とDNA-PI(、ATMの 阻 害 剤 を用 い て 、DNA 二 重 鎖 切 断 の 修 復 に お けるXRCC4の 機 能 とリン酸 化 による制 御 機構 を明 らか にす ることを 目的 とす る。 【方 法 】 細 胞 は マ ウスL5178Y由. 来 のXRCC4欠. 損 変 異 株M10に. お よ び リン 酸 化 部 位 変 異 型XRCC4cDNAを. コ ン トロー ル ベ クター 、正 常XRCC4cDNA、. 導 入 し た 細 胞 を 用 い た(そ れ ぞ れ 、M10-CMV、. M10-XRCC4、M10-S2,3A)。 い ず れ も 、RPMI1640培 地 に10%の 牛 胎 児 血 清 とペ ニ シ リン ース トレ プ ト マ イ シ ン 混 合 溶 液 を 添 加 し た も の を 用 い 、37℃ 、5%のCO2存 在 下 で 培 養 した 。DNA-PK阻 害剤 NU7026お. よびATM阻. 害 剤KU55933はCalbiochemか. い ず れ もジ メチ ル ス ル ポ キ シ ドに 溶 解 して 一20℃. ら、wortmanninはSigmaか. で 保 存 し、照 射 前1時. に 加 え た 。照 射 は 近 畿 大 原 子 炉UTR-KINKIで4時 で あ る 。照 射 後 の 生 存 率 は 軟 寒 天(0.16%ア 【結 果 と考 察 】 1)M10-CMV細. ら購 入 した 。. 間 に10μMの. 終 濃 度 で培 養 液. 間 行 っ た 。総 線 量 は 中 性 子 線76cGy、. γ 線76cGy. ガ ロー ス)中 で の コ ロニ ー 形 成 法 に よっ て 求 め た 。. 胞 で は 、い ず れ の 阻 害 剤 で も増 感 効 果 が 見 られ な か っ た 。この ことは 、XRCC4が. 関わ. っ て い る修 復 機 構 に 阻 害 剤 が 作 用 して い る とい うことに な る 。 2)M10-XRCC4、M10-S2,3Aでwortmanninは. 顕 著 な 増 感 効 果 を示 す 。一 方 、NU7026、KU55933. の 増 感 効 果 は 小 さい 。この ことか ら、DNA・PK、ATMの. 両 方 を 抑 え て 初 め てXRCC4を. 介 したDNA修. 復 機 構 が 阻 害 され る と考 え られ る 。 3)Wortmanninの. 増 感 効 果 はM10-XRCC4に. がDNA-PK、ATMに. 比 べ て 、M10-S2,3Aで. 小 さい 。この ことは 、S2お よ び3. よる 重 要 な リン 酸 化 部 位 で あ ることを 示 して い る。同 時 に 、他 に も重 要 な リン 酸 化. 部 位 が あ ることを示 して い る。 総 合 す ると、DNA-PKとATMが. 相 補 的 に 補 い な が らXRCC4のS2,3を. 修 復 の 効 率 や 精 度 を 上 げ て い る と考 え られ る。DNA二 制 御 つ い て は 、これ まで 主 にDNA-PKに. リン 酸 化 す る ことに よ りDNA. 重 鎖 切 断 修 復 に お け るXRCC4の. リン 酸 化 に よ る. よっ て 行 わ れ ると考 え られ て い た が 、本 研 究 でATMも. 関わる. 可 能 性 、新 しい リン 酸 化 部 位 が 存 在 す る 可 能 性 が 浮 か び 上 が った 。. 蘭10く期》. MIO・S2,3A. MIO・XRCC4. 一. NU D川g. 図XRCC4ス. テ ー タ ス が 異 な る3つ. r. 一 幽. `o雪 9﹂〇三≧ヒコの. =O冨O 煽﹂﹂O=璽 ♪璽 } ﹂=の. 5 む "5 ﹂﹂OE≧ヒ=ω. 十 十. 二. 浄 F ひ r, } ?6 7 }. 十 十. 壬. 5. NU Drug. Orug. の細 胞 の原 子 炉 照 射 後 の生 存 率 に対 す る阻 害 剤 の効 果. 127.
(18) 付 録2. XRCC4、DNA-PK、ATMの. 機 能 か ら見 た. 中 性 子 線 誘 発DNA損 原 子 力研 究 所. 傷 の特 徴. 第3研. 究 室05-1-033-Ol29福. 田. 健二. [目 的]放 射 線 に よ っ て 生 じ る さ ま ざ ま なDNA損 傷 の 中 で 、DNA二 重 鎖 切 断 は 細 胞 の 生 死 に 最 も 深 く関 わ る と考 え られ て い る 。DNA二 重 鎖 切 断 は 主 と して 、非 相 同 末 端 結 合(NHEJ)と 相 同 組 換 え に よ っ て 修 復 され る 。XRCC4はDNAligaseIVと. 複 合 体 を 形 成 し 、DNA二. 重 鎖 切 断 修 復 の 最 終 段 階 で あ るDNA末. 端の. 結 合 反 応 を 司 る と考 え られ る 分 子 で あ る 。 これ ま で に 、XRCC4がDNA二 重 鎖 切 断 の セ ンサ ー 分 子 で あ る DNA-PKに よ っ て リ ン 酸 化 さ れ る こ と が 明 らか に な っ て い る 。 本 研 究 は 、XRCC4欠 損 細 胞 、 正 常XRCC4 導 入 細 胞 、 リ ン 酸 化 部 位 欠 損XRCC4導 入 細 胞 を 近 畿 大 学 原 子 炉UTR-KINKIお よ びX線 発 生 装 置 で 照 射 し た 後 の 生 存 率 を 求 め る と と も に 、DNA-PK、ATMの 阻 害 剤 の 効 果 を 検 討 して 、X線 と比 べ た 中 性 子 線 誘 発DNA損. 傷 の 特 徴 を 明 ら か に す る こ と を 目 的 とす る 。. [方 法]細. 胞 は マ ウ スL5178Y由. 来 のXRCC4欠. 損 変 異 株M10に. コ ン トロ ー ル ベ ク タ ー 、正 常XRCC4cDNA、. お よ び リ ン 酸 化 部 位 変 異 型XRCC4cDNAを 導 入 した3種 類 の 細 胞 を 用 い た(そ れ ぞ れ 、M10-CMV、M10-XRCC4、 M10-S2,3A)。 い ず れ も 、RPMI1640培 地 に10%の 牛 胎 児 血 清 と ペ ニ シ リ ンー ス ト レプ トマ イ シ ン 混 合 溶 液 を 添 加 し た も の を 用 い 、37℃ 、5%のCO2存 (Calbiochem)お. よ びDNA-PK、ATM両 た はX線. 害 剤NU7026、ATM阻. 方 を 阻 害 す るwortmannin(Sigma)を. 解 し て 一20℃ で 保 存 し 、 照 射 前1時 炉UTR-KINKIま. 在 下 で 培 養 し た 。DNA-PK阻. 間 前 に10μMの. 害 剤KU55933. ジ メ チ ル ス ル ポ キ シ ドに 溶. 終 濃 度 で培 養 液 に加 えた。 放 射 線 照 射 は近 畿 大 原 子. 発 生 装 置 を 用 い て 行 っ た 。 原 子 炉 照 射 は1W出. 力 で4時. 間行 い 、総 線 量 は 中性. 子 線76cGy、 γ線76cGyで あ る 。X線 照 射 は0.5Gy/minで 、 線 量 は 、M10-CMV:1Gy、M10-XRCC4:3Gy、 M10-S2,3A:2Gyで 行 っ た 。 照 射 後 の 生 存 率 は 軟 寒 天(0.16%ア ガ ロ ー ス)中 で の コ ロ ニ ー 形 成 法 に よ っ て 求 め た 。10日. 後 に 、 で き た コ ロ ニ ー を カ ウ ン ト し、 生 存 率(S.F)を. も と め 、 そ れ ぞ れ を 比 較 した 。. [結 果 と考 察]下 の 図 は 原 子 炉 照 射 あ る い はX線 照射 後 の 生存 率 を 、 同 一 阻 害剤 存 在 下 の非 照射 群 を 1と し て 表 し た も の で あ る 。1)原 子 炉 照 射 、X線 照 射 と も 、M10-CMVで は い ず れ の 阻 害 剤 で も増 感 が 認 め られ な か っ た 。2)M10-XRCC4お. よ びM10-S2,3Aで. はwortmanninが. 顕 著 な 増 感 を 示 し 、NU7026、KU55933. の 増 感 効 果 は ご く わ ず か で あ っ た 。3)原 子 炉 照 射 で は 、X線 照 射 の 場 合 と比 べ て 阻 害 剤 の 効 果 が 小 さ か っ た 。NU7026、KU55933で. 、DNA-PK、ATMの. 片 方 を 抑 え て も 放 射 線 増 感 効 果 は 小 さ く 、Wortmanninで. 、. 両 方 抑 え て 初 め て 放 射 線 増 感 効 果 が 顕 著 に な る と い う こ と か ら 、DNA-PKとATMが 相 互 に補 い 合 い なが らDNA修 復 に 関 わ っ て い る と考 え られ る 。 ま た 、M10-CMVで 増 感 効 果 が 見 られ な い こ とか ら、DNA-PK、 ATMを. 介 したDNA修. 復 にXRCC4が. 必 要 で あ る と 考 え ら れ る 。 更 に 、M10-S2,3Aで. はwortmannin増. 感効. 果 が 小 さ い こ と か ら 、 増 感 効 果 が こ の 部 位 の リ ン 酸 化 に 関 係 し て い る と考 え られ る 。 これ を 踏 ま え た 上 で 、原 子 炉 照 射 で 、X線 照 射 の 場 合 と比 べ て 阻 害 剤 の 効 果 が 小 さ い と い う こ と を 考 察 す る と 、原 子 炉 で で き たDNA損. 傷 はDNA-PK、ATM、XRCC4の. 連 携 に よ る 修 復 が 難 し い 、 あ る い は 修 復 して も 間 違 い を 起. こ しや す い の で は な い か と考 え られ る 。 こ の 理 由 と し て 、 中 性 子 線 は 電 離 密 度 が 高 く 、 密 集 し たDNA 損 傷(ク ラ ス タ ー 損 傷)を 生 成 す る こ と が 考 え られ る 。 survlvlngFractionM10-CMVsurvlvlngFractionsurvlvlngFractionMlo-S2・3A 11一. FractlonM10-XRCC4Su {… 甲. 1. r r. 匠. 一. r 」. 辱 一 陶. 、. 、. '. '. 璽 璽 卿 一 一 髄. ,. ,. '. '. 謄. 、. 一. 壬. =,:. L L. =一. 王. 蓄. …. 」. 十. 凸. 0.1. 菱. 1. r. 一 一 一. ≡. 0. 壬. 0.l. X線. 辱. 、. 一. ■ 層一. ≡. ,. 0.01. 二. ド. WMO.001-. rug. Utn_㎜. SurvivlngFraction. KUNUD. SurvlvlngFractlon. 1. 1. 欄 「. 一 一 隔. 「. 一. 中 性o・1 子線. 0.1. 一. 王. li,. 0.OOIO.0010.OOI. コ. 図XRCC4ス. 「. 陶. 、、 「 '. 一 齢 齢 鱒 一 一 陶. 一'. 0.01. 、. 「 II. . . リ. 1. 0.00¶. 1. 置. KUNUWM Drug. SurvlvlngFraction. MIO・S2.3A. 1. 6. '. 、 唱. 、. 王. 十. コ. リ . ■. ;一 ト. ー 壬一 ㌧. ' 、 「 」. }. 一. 0。1. 王. 王. `. `. ■. ` `. `. `. `. '. ♂. 0.01. 司 ■塵. 齢 h. テ ー タ ス が 異 な る3つ. 2. `. 剛. MIO・XRCC4. 「 「 」 欄. 一 髄 髄. -. 噂. 「. h. 一一. O.01. rug. `` 「. 隔 騨 印. 、 ' 、 「. 「 、 、、 6 、. 丁. 1. ■. KUNUD. ll. ;. =. 、. ■. 0.001-. 0.Ol. .τ. 0.01 1 ㌧. 、. ♂. '. 1`置 コ. 己. . . リ. . り. の 細 胞 の 放 射 線 照射 後 の 生 存 率 に対 す る阻 害剤 の 効 果 128.
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