付録2 平成16年度卒業研究発表会要旨
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(2) 付録 2. 原子力研究所配属卒研生・修論生. 平成 1 6年度卒業研究予行発表会プログラム 日時: 平成 1 7年 2 月 1日(火) 1 0 : 0 0 1 7 : 1 5 場所:原子力研究所原子炉施設管理棟講義室. 1 0 : 0 0 1 0 : 1 0 所長挨拶 1 0 : 1 0， . . ，1 1 : 5 0. 担当/座長 伊藤(哲). 1.森内拓也 タ マ ネ ギ 発 芽 種 子 に お け る 低 線 量 原 子 炉 放 射 線 の 染 色 体 損 傷 効 果 岡留哲也 2 . 馬 場 峻 介 マウスの加齢と乾細胞における自然突然変異の蓄積 3 . 薮 内 正 克 マウス雄生殖器官の異常発生に関する放射線感受期について 4 . 藤 原 匠 胎仔期雄マウスの性腺形成に及ぼす放射線の影響 5 . 高畑健太郎鳥取・三朝温泉地域、 ) 1岡 市 、 東 大 阪 市 に お け る 2 2 2 R n濃 度 変 動 中村亮太 6 . 西 村 晴 輝 カップ法および静電捕集法による空気中ラドン濃度の測定 川江庸介 7 . 沖 義弘 UTR-KINKIを用いた鉄鋼標準試料の放射化分析. 伊藤〈哲) 伊藤〈哲〉 伊藤〈哲) 森嶋・古賀 森嶋・古賀 近藤. く昼食休憩〉. 1 2 : 5 0 1 4 : 5 0 8 . 谷中 裕 中性子源引抜法による未臨界度測定 9 .犬伏 佑 未臨界状態、における制御棒落下法の適用 1 0 . 本 田 和 裕 共重合樹脂の重荷電粒子に対する飛跡生成感度の測定 1 1.岡井一也 傾 斜 S enseW i r e法 に 基 づ く 位 置 感 応 型 比 例 計 数 管 の 性 能 調 査 1 2 . 時 吉 正 憲 中性子用位置検出器の位置ピーク分裂現象の解析 1 3 . 田 中 真 史 リストデータの収集法を用いた時系列データ解析 1 4 . 河合祐一郎エネルギー教育の現状と課題 1 5 . 橋 本 悠 太 マルチモード核分裂モデルの拡張 1 6 .森谷浩典即発中性子数の理論計算 1 7 . 村 木 沙 織 アクチナイド核種の絞分裂解放エネルギーの系統性 1 8 . 矢 田 浩 基 マイナーアクチナイド核種の評価済み核データの比較 1 9 . 山 本 郁 夫 PR EC02000コードの検証 く休憩. 橋本 橋本 鶴田 伊藤〈異〉・堀口 伊藤(異〉・堀口 伊藤〈員〉・堀口 大津 大津 大津 大津 大津 大津. 1 5分〉. 1 5 : 0 5， . . ，1 7 : 1 0 修1.志村真彦 .今西隆介 修 2 .野尻省五 修 3 修 修. 4 .竹村貴志 5 . 北川. 聴. 染色体異常から体組織を防御する遺伝子に関する放射線生物学的研究 放射線管理用測定器校正施設の放射線特性に関する研究 温泉地域における 2 3 5 U， 2 3 2 T hお よ び 崩 壊 生 成 核 種 の 挙 動 と 分 布 に 関する研究 温泉地域における 2 2 2R n濃 度 お よ び 環 境 線 量 率 分 布 に 関 す る 研 究 原子力施設における監視および緊急時支援システムの開発 講 評. -9 8-. 藤川 古賀・小川 森嶋・古賀 森嶋・古賀. 小. ) 1 1.
(3) Vo l .42 ( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. 卒業論文. 発表時間. 単独研究 二人の共同研究. 10分 (6分講演、 4分討論) 20分 ( 1 2分講演、 8分討論). -9 9-.
(4) 付録 2. タマネギ発芽種子における低線量原子炉放射線の 染色体損傷効果 森内拓也 岡留哲也. 〔目的〕植物細胞は放射線による染色体損傷作用に対して高い感受性を示し，染色体損傷 が生じた証拠は，小核の出現頻度を測定することによって容易に得ることができる.本実. i nkiの放射線の染色体損傷効果を，タマネキゃ根端分裂組織の細胞にお 験では，近大炉 UTR-K ける小核を指標にして，線量率を変えて調べた.比較のため， X線照射実験も行った.. 8hr後のタマネギ発芽種子に原子炉放射線を，出力 1Wあるし、は O.lWで 〔材料・方法〕播種 4. inkiの炉心部で照射した. 1W運転時の照射場における実測線量率は 7X 運転中の UTR-K 10・3 Gy/minであることから， 0 . 1W 運転時の線量率は 7X1 0 ・ 4G y/minと推定した .X線 . 0 8Gy/minあるし 1は 0 . 5Gy/minで、行った.照射後，発芽種子を 2 5Cで 照射は，線量率 0 0. 241 11'培養し，各照射群で根端分裂組織のゲ→アハYオレット染色・押しつぶし標本を 5個作成し. た. この標本を顕微鏡下で観察し，間期細胞の細胞質中で濃紫色に染まった小さな球体を 小核として検出した.観察した細胞 1 0 0 0個あたりの検出された小核数を小核頻度 Fとした. 〔結果・考察〕原子炉放射線で用いた最小線量 0 . 0 0 6 7Gyの照射群における F値(:tSD) は6 . 8土1.9で，この頻度は対照群の F値 ( 0 . 6: tO . 5 ) よりも有意に高く. 私たちが知る限. i n k iの照射場で生物効果が認められた最小線量で、ある.図 1に示してい り，これは UTR-K るように，いずれの照射でも，調べた線量域内で， F値は，線量の増加に伴って，対照以上 に直線的に増加した.驚いたことに， X線では，高線量率照射の方が比較的効率よく小核を 誘発したが，原子炉放射線では，線量率 7X10 ・ 4G y/minで照射した方が 1 0倍高い線量率で 照射した場合よりも効率良く小核を誘発した X線で得た結果は. 低 LET放射線の低線量. 率照射は，高線量率照射の場合と比べて，染色体損傷効果が低いとしづ経験則と一致する. この経験則に反する結果が原子炉放射線で得られたのは，それが高 LET放射線(速中性子) γ 線)の混合放射線であるからで，観察された逆線量率効果は速中性子 と低 LET放射線 (. が原因であると思われる.この可能性は今後の検討課題である. --¥80. 石毛1. 原子炉放射線. 60. X線. E玉 三. 雲. 60. c> 『¥. - 40 I : . L 司. 饗 20. 20. 誕. ¥ O O. O .02. O .04. 線 量 (Gy). 0 O .1. O .3. 図 1. 放 射 線 の 線 量 と ノ ト 核 頻 度 の 関 係. - 1 0 0-. O .5. 線 量 (Gy).
(5) Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. マウスの加齢と幹細胞における自然突然変異の蓄積 馬場峻介. <目的>動物個体に放射線を照射するとその細胞に突然変異が発生することはよく知られているが、 突然変異は自然状態でも発生しているロ自然突然変異が重要な意味をもつのは、それが幹細胞に生じ た場合である。幹細胞とは、細胞新生によって組織の若返りを担っている不死細胞のことで、ここで の突然変異は個体が死ぬまで残るので、それが蓄積すれば癌や組織機能の低下の原因となると考えら れている。しかし、幹細胞において自然突然変異が本当に蓄積するのかどうかは明らかになっていな い. D. そこで、この点を解明する第一歩として、本研究では、若し、マウスと加齢が進んだマウスを用いて小腸. 繊毛の幹細胞における自然突然変異頻度を測定する実験を行った。 く材料と方法>小腸紋毛上皮細胞でドリコス豆・レクチンのレセ7 。ターが発現している C57BLマウス(遺伝子型、. D l b lb/D l b lb) と発現していなし、 8WRマ ウ ス ( D l b la/D l b la) の交配から得たヘテロマスス ( D l b lb/D l b la) の 3、8、 75、および 87週齢の雌雄を用いた。これらのマウスから得た小腸空腸部のおレマル固定・展開標 本に特殊染色を施し、レセブ。ターが発現している繊毛表面を茶色に染めた。この標本を検鏡し、繊毛基部. l b lb遺伝子の突然変異による変異クロ}ンとして検出した。 から頂に至る白色縞模様を幹細胞における D 検出された変異クローン数 m と観察した繊毛数 N に対する相対値として変異クローン頻度 Fを求めた。変異ク ロサ幅の械毛周囲長に対する相対値をクローンサイス守 Sとした。 く結果・考察 >F値 は 3週齢で最小、 8 7週齢で、最大で、あった(表 1 ) 0 3週齢マウスにおける F値と比較す ると、 8週齢の F値は約 3倍で 7 5週齢と 87週齢の F値はそれぞれ約 30倍、約 40倍で、あった。変異 ク ロ ー ン 1個 は 1個の変異を起こした幹細胞に由来する。したがって、これらの結果は老齢マウスの繊毛は若 齢マウスの紋毛よりも多くの幹細胞を有している可能性を示唆する。しかし、この可能性は各週齢で求め た平均クロササイス守 <8> は週齢に依存せず、ほぼ一定の値を示した事実(表 1)によって否定される。 <8> 値の逆数は繊毛 1個あたりの幹細胞数の推定値を与える。すなわち、 F 値の変化は幹細胞の数の変化 によるものではなく、幹細胞 1つあたりの突然変異頻度 fの変化である。 FX<S> で、求めた f値を週齢 に対してプ。ロットして図 1に示した。図中の曲線は、老齢マウスが比較的高い f値を示したのは自然突然変 異が幹細胞に蓄積した結果であるという仮説を示す。この仮説の当否は今後の研究課題である。. 表1. 各週齢における変異クロサ頻度と平均クローンサイス守 週齢〈使用個体数). m/N. FX1 0 4. <S>. 図1.週齢と突然変異頻度の関係 コ 思. 3( 9 ). 7 / 9 0 7 7 9. 0 . 8. 0 . 1 5. 8( 11 ). 2 3 / 1 1 1 9 7 9. 2 . 0. 0 . 1 5. 7 5( 9 ). 1 9 9 / 9 0 9 3 4. 21 .5. 0 . 1 3. 10. 87 ( 9 ). 2 8 0 / 9 0 7 6 1. 3 0 . 9. 0 . 1 3. O. ~. 30. ~. 20. 30. 10 週曲者. - 1 0 1-. 50. 1 αコ.
(6) 付録 2. マウス雄生殖器官の異常発生に関する放射線感受期について 薮内正克. 〈目的〉 マウスの発生段階は膝期、器官形成期、胎仔期に分けられている口このうち、放射線によ る奇形誘発に最も高感受性の時期は器官形成期で、胎仔期になると放射線抵抗性になること が知られている。ただし、これは器官形成期に器官形成を完了する器官に限つてのことで、 胎仔期になって器官形成を開始する器官にとっては、この時期が放射線の催奇形作用に感受 期である可能性がある口そのような器官が生殖器官である。本研究では、雄の生殖器官の発 生異常の誘発に関して、胎仔期が放射線感受期である可能性を検証した o 実験では、ホルモ ン生産細胞の破壊による内分泌撹乱を介して生殖器官の発生異常をもたらす可能性を考慮、 して、胎仔期照射を受けたマウスが出生後早期に虹門から生殖器までの距離の測定も行ったロ 〈材料と方法〉 I C Rマ ウ ス の 胎 齢 12.5'""13.4 日(以下、 GE13)、 13.5'"'-'14.4 日 (GE14) あ る い は 14.5'"'-' 15.4 日 (GE15) に 線 量 率 3 mGy/minで γ 線を 4Gy照射した o 各 照 射 群 と 非 照 射 対 照 群 の 出 生 O 日と出生 7 日 に 体 重 測 定 を 行 い 、 実 体 顕 微 鏡 下 で 外 部 生 殖 器 を 観 察 し た 後 、 紅 円 か ら 生 殖 器 ま で の 距 離 (AG) を 測 定 し た o この AG値 の 体 重 の 立 方 根 に 対 す る 相 対 値 を 外 部 生 殖 器 形 成 に お よ ぼ す 照 射 効 果 の 定 量 的 な 指 標 と し た o それらが 7週 齢 に 達 し た 時 点 で 、 体 重 測 定 を行い、外部生殖器を観察した。その後、解剖して精巣、精巣上体、および精嚢を採取し、 それらの重量を測定した o 採取したサンプルはブアン氏液で固定し、定法に従って、固定標 本 か ら 厚 さ 5μmの へ マ ト キ シ リ ン ・ エ オ ジ ン 染 色 切 片 を 作 成 し た こ の 染 色 標 本 を 顕 微 鏡 下で観察して、各器官の構造を精査したo 〈結果と考察〉 い ず れ の 照 射 群 で も 、 出 生 0 日と出生 7 日の AG相 対 値 は 対 照 群 の 値 と 有 意 に 異 な ら ず 、 こ れ ら の 観 察 時 点 で は 、 外 部 生 殖 器 の 発 達 異 常 も 認 め ら れ な か っ た o ところが、 7週 齢 に 達 した時点で観察すると、生殖器周辺の異形成と陰嚢の不形成によって特徴付けられる異常が GE14照 射 群 の 4個 体 中 3個体で認められた(表 1)。また、すべての照射群において、精巣、 精巣上体および精嚢の体重に対する相対重量が対照、レベルから有意に低下していた(表 1)0 最 も 顕 著 な 重 量 低 下 は 精 巣 で 認 め ら れ 、 そ の 相 対 重 量 は 対 照 レ ベ ル の 1/5以 下 で あ っ た o 次 い で 顕 著 な 低 下 が GE14照 射 群 の 精 嚢 で 認 め ら れ 、 そ の 相 対 重 量 は 対 照 レ ベ ル の 約 1/3であ ったロこれらの器官の組織標本を顕微鏡観察したところ、照射群と非照射対照群には構造の 違いは認められなかった。 GE14照射群と GE15照 射 群 で は 精 巣 上 体 の 形 成 不 全 も 認 め ら れ た 。 以 上 の 結 果 は 胎 齢 12.5'""15.4 日 の 胎 仔 期 が 内 部 生 殖 器 官 の 異 常 発 生 に 関 し て 、 胎 齢 13.5 ' " ' '14.4 日 の 胎 仔 期 が 外 部 生 殖 器 の 異 常 発 生 に 関 し て 、 放 射 線 感 受 期 で あ る こ と を 示 す 。 こ れ ら の 異 常 が AG相 対 値 の 変 化 な し に 起 き た こ と は 、 検 出 さ れ た 異 常 が 性 ホ ル モ ン の 異 常 を 介して発生したものでないことを示す。また、器官重量の低下が構造変化を伴っていなかっ たことは、異常の主因が各器官の原基細胞の細胞死にあることを示唆する o D. 表 1.胎仔期に γ 線 4 Gyの照射を受けた 7週 齢 雄 マ ウ ス の 各 生 殖 器 官 の 相 対 重 量. 照射時期 (個体数). 精巣. 体重に対する相対重量 精巣上体. 精巣上体の. 精嚢. 外部奇形 ( 明 ). 7 5. (X10-3). (X10~4). 対照群 ( 5 ). 3 .46: i :0.59. 9 .36: i :2.68. 6 .5 7: i : : 1 .0 7. G13(5). 0.70土 O .05 料. 7.63土1.08. 5 .48: i :1 .4 1. 。 。. G14( 4 ). i : :0.09 0.58:. 6 .57土1.85. 2.27: i :1 .2 7 * *. 50. G15(5). O .5 4土0.09. 5 .8 1: i :0 .1 6 *. 4 .7 8土1.1 7 * *. 40. 料. 料. (XI0-3). 形成不全(覧). 材. 料. 料. *& **:それぞれ対照群に対して p=0.05，P=0.01で有意. - 1 0 2-. 。 。. 。.
(7) Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. 胎仔期雄マウスの性腺形成に及ぼす放射線の影響 藤原匠. 〈 目 的 〉 性 腺 形 成 が 進 行 し て い る 胎 仔 期 で 放 射 線 照 射 を 受 け た マ ウ ス が 10週 齢 前 後 の 成 熟 期に正常な妊性を示す場合がある口これは、照射によって生じた性腺の放射線障害からの 回復を示す現象である o この回復は新生仔の段階でおきることを示唆する証拠が、生殖細 胞 に お い て 特 異 的 に 発 現 す る あ る 種 の mRNAの定量実験から得られている(嶋田， H15年 度卒研)。本研究ではこの結果を組織学的手法により検証した。 〈 材 料 と 方 法 〉 胎 齢 13 日の ICRマウスに X線 を 線 量 率 50cGyIminで 2Gyま た は 4Gy 照 射 し た 。 照 射 後 、 胎 齢 16 日(照射 3 日 後 ) の 胎 仔 と 、 生 後 6 日(照射 1 1 日後)の新生 仔から精巣を採取したo 採取した精巣は、ブアン氏液にて固定し、定法に従って、マイヤ ー へ マ ト キ シ リ ン と 1 %エ オ ジ ン 液 で 染 色 し た 4 μ m 厚 の 組 織 切 片 に し た ロ こ の 標 本 を 光 学 顕 微 鏡 で 観 察 し 、 精 巣 の 直 径 と 精 細 管 の 直 径 を 計 測 し た o ま た 、 胎 齢 16 日の精巣では、 精 細 管 内 の 未 分 化 細 胞 を 約 700個 観 察 し 、 核 凝 縮 を 起 こ し て い る 細 胞 を 死 細 胞 と し て 検 出 し た 。 死 細 胞 頻 度 は 観 察 し た 細 胞 100個 あ た り の 死 細 胞 数 と し て 求 め た o 生 後 6 日の精巣 で は 、 精 細 管 中 の 細 胞 約 1000 個 を 観 察 し 、 そ の 中 で 精 原 細 胞 を 同 定 し た 。 〈結果と考察〉. 精 巣 と 精 細 管 の サ イ ズ に 関 す る X線 照 射 の 顕 著 な 効 果 は 、 照 射 3日後でも. 1 1日後でも、認められなかった。ところが、細胞単位で観察すると大きな変化が観られた。 照 射 3日 後 の 精 細 管 内 の 細 胞 死 頻 度 は 、 対 照 群 に 比 べ て 、. 2Gy照 射 群 で 約 4 倍、 4Gy照. )。照射 1 1 日 後 の 精 原 細 胞 数 は 2Gy照 射 群 で 対 照 群 に 比 射 群 で 約 10倍 増 加 し て い た ( 図 1 / 5、 4Gy照 射 群 で 約 1/50ま で 顕 著 に 減 少 し て い た ( 図 2 ) 0 べて約 1 以 上 の 結 果 は 、 照 射 3 日後の胎仔の精巣においても新生児の精巣においても、放射線の 照 射 効 果 が 認 め ら れ た と い う 点 で 、 生 殖 細 胞 で 特 異 的 に 発 現 す る mRNAの 定 量 実 験 の 結 果 と 異 な り 、 次 の 結 論 を 支 持 す る o (1) 精 巣 や 精 細 管 の サ イ ズ よ り も 細 胞 死 頻 度 や 精 原 細 胞 数 の 方 が 、 胎 仔 期 照 射 に よ る 性 腺 の 放 射 線 障 害 の 指 標 と し て 、 は る か に 鋭 敏 で あ る o (2) 照射後、未分化細胞集団で認められる核凝縮を伴う細胞死の増加は新生仔の精巣における 精 原 細 胞 の 減 少 を 予 測 し う る o (3) 生 殖 細 胞 に 特 異 的 な mRNAの 発 現 量 は 、 胎 仔 期 被 曝 し た新生仔の性腺における精原細胞の数を反映しない. D. 60. 4 40. g40 戸¥). 内 4. 41. (ま)制限輔ぽ型嬰. 盟. 事. 事 訴. 霊20 医 挺. 。 oGy. 2Gy. 4Gy. 。 oGy. 図， .照射3日後(胎齢 16日)における 細胞死頻度. 2Gy. 4Gy. 図 2照 射 11日後(生後 6日齢)の. 精巣における精原細胞数. - 1 0 3-.
(8) 付録 2. 鳥取三朝温泉地域、川西市、東大阪市における. { 目. 222Rn濃 度 変 動. 高畑. 健太郎. 中村. 亮 太. 的】土壌中の 226Ra(ラジウム)が α崩壊して生じたものの一部が地表より逸出し、その短寿命. 崩壊生成核種を伴って大気中に拡散しているのが 222Rn(ラドン)である。自然環境中におけるラドン 濃度のレベルおよび変動を知り、液体シンチレーションカウンタを用いたヒ。コラド法による空気中及び 水中ラドン濃度の測定を行っている。空気中と水中のラドン濃度を昨年に引き続きラドン温泉として 有名な鳥取県三朝温泉周辺、兵庫県川西市、および対照地域として東大阪について測定を行っ たので報告する。. 2 4時 間 測 定 地 点 に設置してラドンの捕集を行った後、液体シンチレータ溶液(INSTAFLUOR)を 10ml 添加し、 1 5 秒間振とうして 2 4 時間後に液体、ンンチレーションスベクトロメータにより測定した。水中のラドンは、 20mlの容量のガラスパイアルに 10mlの液体シンチレータ溶液 (OPTIFLUOR)を入れて 10mlの 【方法}空気中のラドンは活性炭に吸着する性質を利用して、ピコラド検出器を. 試料水を添加し同様に振とうして液体シンチレーションスペクトロメータにより測定した。. 004 年三朝温泉地域おける空気中ラドン濃度(下図)は、対照地域である東大阪市と {結果}① 2 比 較 す る と 、 屋 内 平 均 濃 度 は 三 朝 日 Bq/m3、東大阪 9Bq/m3 で 6 倍となり、屋外濃度は三朝. 14.7Bq/m3、東大阪 3.9Bq/m3 で約 4倍で、あった。いずれの地域も屋外に比べ屋内が高く、また 2 階より 1階、さらに浴室と、 I J 慣に高くなっている。これは、地中からの影響もあるが、浴室が地下にあり 温泉水中に含まれるラドンが、浴室および屋内のラドンに影響しているものと思われる。②三朝温泉 地域の民家における過去. 1 0年間の濃度変動をみると、屋内については、 1 2 " " ' 3月の冬季にラドン. " " ' 8月は低くなっている これは、空気中のラドンは夏、 濃度が平均値より高い値を示しており、逆に 5 D. 雨季に湿度および暑さにより戸や窓を開放するため、屋外の低い濃度の空気でラドンが希釈され濃 度が低くなり、冬は戸や窓を閉めるためラドンが溜まり高くなる傾向を示していると考えられる 屋 外 に D. ついても、三朝温泉地域、川西市、東大阪市ともに同様の結果が得られた。③川西市のラドン濃度 変動の傾向は、屋内のほうが (Bq/m3). 屋外より高い傾向(屋内/屋 1 6 0. 外 =1 .8 )を示した。この原因 として、この民家は人の出入り が少なく、壁などから生成した. 一+一三朝浴室. 1 4 0. 一口一三朝屋内(1階). 1 2 0 フ 1 0 0. 一企一三朝屋内 ( 2階). ド. ラドンガスが、扉や窓を開放し. ン 80. ないため、ラドン濃度の低い. 濃 度. 60. 一+一三朝屋外. 屋外との空気の換気がされず. 40. 一栄一東大阪(屋内). 屋内に滞っているためだと考. 20. えられる。. 。 4. 一・一東大阪(屋外). 5. 6. 7. 8. 9. 1 0. 1 1. 1 2. 月). 2004年三朝温泉地域・東大阪市における空気中ラドン濃度変動. -1 0 4-.
(9) Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. カッフ。法及び静電捕集法による空気中ラドン濃度の測定 西村晴輝 川江庸介 [ 目 的 ] 人 が 一 年 間 に 被 ば く す る 自 然 放 射 線 量 は 、 世 界 平 均 2.4mSvで、そのうち半分がラド ンなどの吸入による内部被ばくであると報告されている。空気中の 222Rn(ラドン)はウラン系列に 属 す る 自 然 放 射 性 核 種 で あ り 、 土 壌 中 の 226Ra が α崩 壊 し て 生 じ た も の で 、 最 終 的 に は 安 定 した 206Pb となる。この崩壊系列の中で唯一気体のラドンは、崩壊生成核種のエアロゾルとして 空気中等に存在している白今回、ラドンの測定に長期間の設置が必要だが取り扱いが容易で 安価なカップ式ラドンモニタおよび静電捕集式ラドンモニタを用い、世界でも有数のラドン含有 量を誇る三朝温泉地域、兵庫県川西市及び対照地域として東大阪市・近畿大学を選び、 空気中ラドン濃度を測定した。 [方法]ラドンの測定はピコラド法、シンチセル法及びカップ法などいろいろあるが、硝酸セルロ ース(コダック社製 LR-115 type2)に生成した α飛 跡 検 出 法 を 用 い ラ ド ン 濃 度 の 測 定 を 行 っ た白カップ式ラドンモニタは、直径 50mmの半球状のステンレス製で、静電捕集型は、 Aloka社 製 GS-201Bを使用した。カップ及び静電式ラドンモニタを約 3ヶ 月 以 上 設 置 し 、 回 収 し た 固 体 飛 跡 検 出 器 LR-115 は 2.5N-NaOH溶 液 を 使 用 し て 60C、160分間エッチングをした後、光 0. 学顕微鏡を用いてエッチヒ。ットを計測し、平均ラドン濃度を算出した。 [結果]. ① 三 朝 温 泉 地 域 に つ い て は 、 1998 年 3月 2 0 0 2年 9月までの 5年間のラドン濃. 度 は 21'"'-'56Bq/m3 の 範 囲 に 変 動 し 、 三 朝 温 泉 地 域 が も っ と も 高 く 、 東 大 阪 市 で の 過 去 5 年 .3Bq/m3 と比較して約 4倍だった。②ラドンモニタとして 間 に お け る 屋 内 で の 平 均 ラ ド ン 濃 度 11 ピコラド法、カップ法及び静電捕集法を比較すると、ピコラド法は 1日 間 の 平 均 ラ ド ン 濃 度 で 他 の カ ッ プ 法 、 静 電 捕 集 法 は 3ヶ 月 間 の 平 均 ラ ド ン 濃 度 が 測 定 で き 、 検 出 限 界 は そ れ ぞ れ 5.8、 0.61及び1.7Bq/m3 である。カップ法によるトロンは検出限界以下だったので検出できなかった白. ③ 東 大 阪 の 屋 内 と 屋 外 を 静 電 捕 集 法 に よ る ラ ド ン 濃 度 で 比 較 す る と は 屋 内 12.7Bq/m3 屋 外 6.47Bq/m3 となり屋内のラドン濃度のほうが高い値が出た。これは、研究室では 1年中エアコン. を作動させ、扉や窓を長時間開放することがなく、ラドンがこもりやすくなっていたためだと思わ れる。倉庫内と東大阪屋内. 3. (Bq/m ). のラドン濃度を比較したら. 60. 倉庫内のラドン濃度の平均. 5 0. は 143Bq/m3 で 、 東 大 阪 屋. 制 4 0. 内のラドン濃度は 19Bq/m3. 蝉. で 7.4 倍 高 か っ た この理. 江.. D. 由は、倉庫内と屋内の扉の 開放率に違いがあり、扉を 閉めたままにしていたのでラ ドンがこもったからである o. 一←三朝温泉 -O-JlI 西市屋内 一企ー東大阪屋内 一←東大阪屋外 ー謙一JlI 西市屋外. パ30. 1 1 ' ¥20. 1 0. 。 1 9 9 8. 1 9 9 9. 2 0 0 0. 2 0 0 1. 2 0 0 2. 2 0 0 3 2 0 0 4. カップ法によるラドン濃度変動. -1 0 5. (年).
(10) 付録 2. UTR-KINKIを 用 い た 鉄 鋼 標 準 試 料 の 放 射 化 分 析 沖義弘. 【目的]鉄鋼標準試料には多くの種類があるが、この中よりステンレス鋼を試料として用 いた。この試料には数多くの金属元素が含まれている。これらの元素分析には近畿大学炉. (UTR-KINKI ) を 用 い た 放 射 化 分 析 で の 利 用 が 可 能 と 考 え ら れ る o そ こ で 、 当 原 子 炉 の 放射化分析への適用性について調べるため実験を行ったo 【方法) ( 試 料 〉 鉄 鋼 標 準 試 料 は 日 本 鉄 鋼 連 盟 標 準 化 セ ン タ ー よ り 市 販 さ れ て い る が 、 こ の 中 よ り ス テ ン レ ス 鋼 シ リ ー ズ の 6 種 類 を 用 い た 。 標 準 試 料 に は 、 Cr、 MnO、 Fe、 Co、. Ni、 Mo の 高 純 度 粉 末 試 薬 ( 純 度 99.9%以 上 ) の 相 当 量 を 均 質 に 混 ぜ 合 わ せ た も の を 用 い た D ス テ ン レ ス 鋼 試 料 、 標 準 試 料 と も に 約 19ずつ1.5cm平 方 の ポ リ 袋 に 封 入 し て 照 射 試 料としたo 〈照射・測定) UTR.KINKIを 1Wで 運 転 し 、 試 料 を 中 央 ス ト リ ン ガ ー の 中 心 部 で 2時 間 照 射 し た o 照 射 試 料 を Ge半 導 体 検 出 器 と 4096チ ャ ン ネ ル 波 高 分 析 器 を 用 い て 照 射 後 十 数 分経過時より. 15 分 間 の 測 定 を 、 後 日 1時 間 の 測 定 を 行 っ た o 得 ら れ た. γ線 ス ペ ク ト ル を. Laboratory Equipment社 の γ 線 解 析 ソ フ ト を 用 い て 解 析 し 、 γ 線 エ ネ ル ギ ー 値 と 半 減 期 より核種分析を行った o また、標準試料とステンレス銅試料で得られた相対的な放射能強 度の関係よりステンレス鋼試料の元素含有量を求めた。 【 結 果 } ス ペ ク ト ル 解 析 の 結 果 、 ス テ ン レ ス 鋼 試 料 6種 全 て か ら 56Mn (半減期:2.58h)、. 51Cr(半減期:27.71d) を 検 出 し た o また、 SUS430を 除 く 試 料 よ り 65Ni(半減期:2.52h)、. SUS 316より 99Mo (半減期: 66.02h) が 検 出 さ れ た o 元 素 の 定 量 に は 、 56Mn:847keV、 51Cr: 320keV， 65Ni: 1116keV、 99Mo:141keV の 光 電 ピ ー ク 面 積 値 を 用 い た o 定 量 結 果 は表 1に 示 す と お り 、 日 本 鉄 鋼 協 会 の 認 証 値 に 近 い 値 が 得 ら れ た o 表 に は 示 し て い な い が. Moに つ い て も 認 証 値 に 近 い 値 が 得 ら れ た 。 【 結 論 】 今 回 の 実 験 よ り 、 ス テ ン レ ス 鋼 試 料 中 の Mnや Cr、 比 較 的 含 有 率 が 高 い Niに 対 しては 1Wの 原 子 炉 に よ る 放 射 化 分 析 で も 有 効 な 手 段 と な る こ と が 分 か っ た o 表 1 ス テ ン レ ス 鋼 試 料 に 含 ま れ る Mn、 Ni、 Crの 元 素 含 有 率 ( %). み ミR L. Ni. Mn. Cr. 実験値. 認証値※). 8US430. 0.48土 0.01. 0.48: 1 :0 .01. ND. 0.21: 1 :0 .01. 1 6 . 1土 0 . 6. 16.20土 0.01. 8US304. 1 .1 5土 0.01. 1 .1 9: 1 :0 .01. 1 0 . 0土 2 . 0. 9.03: 1 :0.02. 16.8土 0 . 6. 18.26土 0.04. 8US316. 1 .1 6: 1 :0 .01. 1 .1 8土 0.01. 10.4土 2 . 0. 10.60: 1 :0.04. 1 6 . 1土 0 . 6. 16.88土 0.03. 8US3098. 1 .7 0: 1 :0 .02. 1 .7 1: 1 :0 .01. 1 6 . 5土 2 . 6. 13.85: 1 :0.04. . 7 21.8土 0. 22.48: t0.06. 8US3108. 0.97: 1 :0 .01. 0.97土 0.01. 21.3土1.8. 19.12: t0.03. 22.3土 0 . 7. 24.87土 0.04. 8US 347. 0.94: t0.01. 0.96: 1 :0 .01. 7 . 3土1.6. 9.75土 0.02. 16.5: t0.6. 17.53土 0.05. 実験値. 認証値※). ※)日本鉄鋼協会の認証値. - 1 0 6-. 実験値. 認証値引.
(11) Vol .42 (2005). 近畿大学原子力研究所年報. 中性子源引抜法による未臨界度測定 谷中裕. {目的} 東海村の核燃料工場における臨界事故を契機に、核燃料施設の臨界安全管理の重要性が 再認識されてきた。施設の臨界安全上の裕度の指標である未臨界度を実測により確認する ことは、安全管理上有効な手段と考えられる o しかし、原子炉において用いられる中性子 源増倍法などの未臨界度(反応度)測定は、検出効率の校正が出来ない等の理由により使 用することは出来ない o また、中性子パルス法等の大型設備を伴う手法を、核燃料施設に 用いることも困難である. D. 検出効率の校正・理論補正や大型設備を要しない簡便な測定法. の確立が必要である。本研究では、特別な設備も要せずデータ解析も容易な現場指向の未 臨 界 度 測 定 法 と し て 、 中 性 子 源 引 抜 法 に 注 目 し 、 近 畿 大 学 原 子 炉 (UTR-KINKI)において適 用性の検討と改良を試みたo. [方法} 停止状態の原子炉に挿入された中性子源を急速に引き抜き、核分裂計数管、補償型電離 箱 お よ び BF3計 数 管 2木 の 信 号 を 収 録 す る 口 解 析 に は 積 分 法 と 逆 動 特 性 法 を 用 い て 未 臨 界 度(反応度)を求めたロ中性子源の炉外への完全な引き抜きに加えて、中途引き抜きおよ び挿入についても測定と解析を行った. D. 【結果】 積 分 法 (Table1 )に よ る 解 析 で は 、 検 出 器 の 設 置 場 所 に よ っ て ば ら つ き が 見 ら れ る ロ 中 性 子 源 に 近 い 位 置 に 設 置 し で あ る BF3検 出 器 か ら の 未 臨 界 度 は 、 両 端 に あ る FC(核 分 裂 計 数 管)・BF3検 出 器 か ら の 値 に 対 し て 過 大 評 価 と な っ て い る o 線 形 出 力 計 信 号 の 時 系 列 デ ー タ から逆動特性法によって得られた結果を F i g . 1に 示 す 。 低 計 数 率 の た め 反 応 度 の 値 に 統 計 的なばらつきが大きくなっているが、平均すると未臨界度は ( 2 . 2 2: : 1 :0 . 0 3 )x10・2 (b .k/k)と なる。制御棒落下法によって求めた未臨界度 ( 2 . 0 5: : 1 :0 . 0 6 )x10・2 (sk/k)と比較すると、中 性子源引抜法のほうが過大評価となっている。 O . O E + O O. 守. Table1 :積 分 法 に よ る 解 析 結 果. 4 内. ﹁ E nU. n u. 出力. (2.66土0.03)xlO・2. ﹁ 巳. 線形. (1 .69土0.02)x1 0・2. n4 nU. (南). ﹃. BF3. 卜 . . . . . . . . . . . . ! ヤ. 可 ι.，...!.♂~-~--.-. ・・'・ 3 2、 ， ・ F. ~・.. .・..・.. 内ぺM. (中). (1 .81土0.01)x10・2. n u. BF3. ( 1 .71土0.06)x10・2. . .. . . .. . . .、 . .. -ー-..ー. τ 、 、 . . . . .. . . . . .. . . . . . . . .. ・ -. nL. FC. 1 . 0 E 0 2 (MA¥v-d)制拍M. 反応度(企 k/k). .. 主.... 解析結果 4 . 0 E 0 2 トー一一一 一一一ー逆動特性法平均値 -・・制御棒落下法平均値 ー5 . 0 E 0 2. 30. 1 0 0 経過時間 ( s e c ). Fig1: 逆 動 特 性 法 に よ る 解 析 結 果. - 1 0 7-.
(12) 付録 2. 未臨界状態における制御棒落下法の適用 犬伏. イ 右. {目的}燃焼燃料又はプノレトニウム燃料炉心では、燃料中の中性子源の効果が無視しうる 程度まで出力を上げて臨界定常状態を達成し、落下法等の制御棒校正実験を行う必要があ る。中性子源が存在する未臨界状態で制御棒校正が可能となれば、このような出力上昇は 不要となり特性試験の合理化が期待される。本研究では、未臨界状態における新たな制御 棒落下法を近畿大学原子炉において実施し、その測定精度と適用限界を実験的に検証する。 [方法】通常の臨界状態における落下法では、次式により制御棒反応度価値が求められる。. ρ ーす &~(0) 一 t : iAkf o ln ( t} i t. (1). これに対して、未臨界状態における落下法では、. っ す PKTnO〉n い ) 角 一 、 一 一. ρ. ゐ作~Ak f o 1 n ( t) J ←T n. ~Pl=ρ戸(∞ )/n い). い) ρ = ρ r ρ l = 今. (2). によって制御棒反応度価値を求めることができる。まず、調整棒 10 0 % (上限)でシム 安全棒位置の調節により臨界を達成し、安全棒 #2の落下実験を行い、 (1)式より反応 度価値を求める。次に、シム安全棒は臨界時位置で調整棒は 5 0 % (又は 0%) とし、こ の未臨界(中性子源入り)状態で安全棒 # 2の落下実験を行い、 (2) 式より反応度価値 を求める。後者の未臨界状態での測定結果と前者の従来の方法による値との比較を行う。 [結果] (1) 臨界状態(シム安全棒 64%、調整棒 100%、出力 O . 1W) 安全棒 # 2反応度価値 : ρ =0.4857 (%ilk/k). (2) 未臨界状態(シム安全棒 64%、調整棒 50%、出力 O . 02W) 落下後未臨界度 :ρ2=0.5662 (%ム k/k) 落下前未臨界度 :ρ1= O . 068 (%ム k/k) 安全棒 #2反応度価値 :ρ=ρ2-ρ 1=0.4978 (%ilk/k) (3) 未臨界状態(シム安全棒 64%、調整棒 0 %、出力 O. 0 1W) 落下後未臨界度 : ρ 2=0.7168 (%ilk/k) 落下前未臨界度 : ρ 1=0.1572 (%ilk/k) 安全棒 # 2反応度価値 :ρ=ρ2-ρ1= O . 55 96 (%i lkI k) [結論】上記の結果から、未臨界が深くなるに従って反応度価値は過大評価され、精度は 低下する傾向が観察される。ただし、臨界状態から調整棒を半分挿入した来臨界状態での 結果と臨界状態での結果の差は Aρ=0.0121%と比較的小さく、この程度の浅い未臨界状 態では今回の落下法は精度の観点から充分適用可能であると判断される。. - 1 0 8-.
(13) Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. 共重合樹脂の重荷電粒子に対する飛跡生成感度の測定 本田和裕. [目的] 高 感 度 の 固 体 飛 跡 検 出 器 と し て 広 く 利 用 さ れ て い る CR-39と、比較的低感度の DAPを 、 さまざまな比率で共重合させることによって、その中間的な性質を持つ検出器を作成可 能である。本研究は共重合樹脂を用いて、重合比や入射粒子の違いに対する飛跡生成感 度の変化を求めた。 [方法] 検 出 器 と し て 重 合 比 が 異 な る 12種 類 の 樹 脂 を 、 ( 株 ) 山 本 光 学 に 依 頼 し 作 成 し た 。 こ れ ら の 樹 脂 に 放 射 線 医 学 総 合 研 究 所 、 HIMACを 用 い て 重 荷 電 粒 子 線 (Kr， Fe，Arイオン) 0. を 照 射 し た 。 照 射 試 料 に つ い て 、 60Cの 30%KOH溶 液 を 使 用 し て エ ッ チ ン グ 処 理 を 行 い 、 その前後の試料の厚さの変化をマイクロメータを用いて測定した。エッチピットの深さ を顕微鏡のピント調節、直径を顕微鏡写真の画像処理によって取得した。ここから 2通. V B )、 ト ラ ッ ク エ ッ チ ン グ 速 度 ( V T )より表される感度、 りの方法で、バルクエッチング速度 ( ま た バ ル ク エ ッ チ ン グ 量 (B)と エ ッ チ ピ ッ ト の 直 径 (D)よ り 表 さ れ る 感 度 を 求 め た 。. [結果・考察] 本 研 究 で 解 析 を 行 っ た 共 重 合 樹 脂 で 、 Kr-311MeV/n を 照 射 し た 樹 脂 は DAP 濃 度 が. 60% 以 下 の も の 、 Fe-414MeV/n を 照 射 し た 樹 脂 は DAP 濃 度 が 50%以 下 の も の 、 Ar-460MeV/ nを 照 射 し た 樹 脂 は DAP濃 度 が 40%以 下 の も の で 飛 跡 生 成 が 確 認 で き た 。 飛 跡 生 成 が 確 認 で き た 樹 脂 に 対 し 、 上 記 に 示 し た 方 法 で 感 度 を 算 出 し た 。 Table1 に 照 射 、 F ig.1 に 、 DAP濃 度 25%共 重 合 樹 脂 の 場 合 の LET と 感 度 の し た 重 荷 電 粒 子 の LET を 関 係 を 示 す 。 実 験 の 条 件 が 同 じ で あ れ ば 、 2通 り の 方 法 で 求 め た 感 度 は 同 じ 値 に な る は ず だが、本研究では異なった値が算出された。これは計測したバルクエッチング量が一定 の 値 で な か っ た の が 原 因 だ と 考 え ら れ る 。 ま た 感 度 は LETの 大 き い も の か ら ほ ぼ 順 番 通 り に な っ て お り 、 感 度 は LETの 大 き さ に 依 存 す る こ と が 明 ら か に な っ た 。 1 . 6 0. Table1 照射した重荷電粒子の LET l o n. 2 ) ). LETw a t e r ( M e V/ ( g /cm. 1. 40 1 . 2 0. 1 . 0 0. K r 3 1 1MeV/n. 4 . 5 0X 1 03. 富0.80. Fe-414MeV /n. 1 . 9 9x1 03. Ar-460MeV/n. 9 . 5 7x1 02. 0 . 6 0 0. 40. l l 里中. 0 . 2 0 0 . 0 0. o. 1000 2000 3000 4000 5000 LET(MeV/ ( g /cm2)). F i g . l. DAP濃度 25%共 重 合 樹 脂 の LETと感度の関係. - 1 0 9.
(14) 付録 2. 傾 斜 SenseWire法に基づく 位置感応型比例計数管の性能調査 岡井一也. { は じ め に } 昨 年 度 に 続 き 本 年 度 は 、 傾 斜 Sense Wire法 に 基 づ く 熱 中 性 子 用 位 置 感 応 型 比 例 計 数 管 ( 以 下 TSW-PSPC と 呼 ぶ ) の 位 置 分 解 能 を は じ め と す る 基 本 特 性 を 調 査 し た 。. TSW-PSPCは 福 井 工 業 高 等 専 門 学 校 の 前 多 信 博 先 生 が 考 案 さ れ た 新 し い 検 出 器 で あ り 、 近 大炉共同利用実験を通して性能調査が行われている。 【方法}本年度は中性子コンパーターに工夫をこらした 直角アルミアングル板の内側に、 O. 天 然 ホ ウ 素 と LiFを 交 互 に 10m m間 隔 で 7本(天然ホウ素 4本、 LiF3本)、及び天然ホウ 素 と 窒 化 ホ ウ 素 を 交 互 に 7本(天然ホウ素 4本 、 窒 化 ホ ウ 素 3本 ) を 直 線 状 ( 芯 線 に 直 角 方 向 ) に 塗 布 し た 2種 類 の コ ン パ ー タ ー を 用 意 し た 。 各 直 線 の 幅 は 約 1mm、 長 さ は 約 6 m m とした 今 回 は 中 性 子 位 置 検 出 器 と し て の 可 能 性 の 検 証 を 目 的 と し た の で 、 塗 布 線 の 太 さ 、 D. n/cm2s e c )を 長 さ は 厳 密 で は な い 。 実 験 は 近 大 原 子 炉 炉 頂 部 で 得 ら れ る 熱 中 性 子 束 ( ' "104 利 用 し 、 傾 斜 Sense Wire 2本 ( 信 号 A 及 び B) と 芯 線 ( 信 号 C) か ら な る 3パ ラ メ タ ー. istモ ー ド 測 定 を MPA-3 (MultiparameterDataAcquisitionSystem) を 用 い て 行 っ のL た 。 計 数 ガ ス は Ar+10%CH4を 使 用 し 、 ガ ス 圧 力 は 1 .0 0 ' " ' '1 .44気 圧 、 印 加 電 圧 は 1250'". 1500Vであった。 【結果】図 1 ( 天 然 ホ ウ 素 +LiF) よ り わ か る よ う に 7 本 の 位 置 ピ ー ク が 観 測 で き 、 数 ミ リの位置分解能が実現できた。また、ホウ素イベントに対しては位置ピーク分裂現象が見 られる. D. 図 2 (天然ホウ素 +LiF) より、 E (=A+B) と C で 得 ら れ る 2つ の エ ネ ル ギ ー 情. 報 に 対 し て 1対 1の 対 応 関 係 が わ ず か に 崩 れ て い る こ と が わ か る 。 窒 化 ホ ウ 素 に つ い て も 同様の位置分解能が得られ、焼結可能性を考慮すると窒化ホウ素コンパーターも有望と思 われる. D. 350 300 300 250 250 (. 200. コZ DE. 由﹄Eコ 苫 一 白EE. 国 EE問ZU. 岡 戸 古. 田+︿)凶﹀巴缶百. . 8 .. 1 0 0 100. 50. 50. 600. 800. 1000. 1200. 100. 1400. ChanneINumber POSI TI ON P ( A I(A+日)). 200. 300. 400. ChanneINumber ENERGY E ( A +B). 図 1 . 位 置 p (=A/(A+B)) と エ ネ ル ギ ー. 図. E (=A+B) の 二 次 元 ス ペ ク ト ル 。. 2 . エ ネ ル ギ ー E(=A+B)と 芯 線 か ら の. エ ネ ル ギ ー 情 報 Cの二次元スペクトル。 (MA17. ls t、 HV=1250V). - 1 1 0-.
(15) 近畿大学原子力研究所年報. Vol .4 2( 2 0 0 5 ). 中性子用位置検出器の位置ピーク分裂現象の解析 時吉正憲. [目的] 現 在 、 中 性 子 利 用 科 学 が 大 き く 進 展 し 、 タ ン パ ク 質 、 DNAの 骨 格 構 造 の 水 素 位 置 の 決 定や磁性体の磁気構造解析等が強く期待されている. O. そのためには高い位置分解能の中性. 子 用 位 置 検 出 器 が 必 要 で あ る 。 我 々 の 研 究 室 で は lOB(n，α)7Li反 応 を 利 用 し 、 パ ッ ク ガ モ ン の 位 置 読 み 取 り 法 を 用 い た 熱 中 性 子 用 高 精 度 位 置 感 応 型 比 例 計 数 管 (PSPC)を 開 発 し て いる. D. された った. 以前の実験結果では、位置ピーク分裂現象が位置分解能を劣化させていることが示 O. そ こ で 本 研 究 で は 、 α粒 子 の 飛 程 を 考 慮 、 に 入 れ て 位 置 ピ ー ク 分 裂 現 象 の 解 析 を 行. O. [解析・結果]. 1) ボ ロ ン 層 か ら 放 出 さ れ る α粒 子 の エ ネ ル ギ. 解 析 に あ た っ て 以 下 の 3つを仮定した。. ~E は 0'"'-' 1.47[MeV]の 連 続 ス ペ ク ト ル と な る. o. 2) α 粒 子 は 等 方 的 に 放 出 さ れ る 。 3)PSPC. は比例領域で作動し、エネルギ一線形性は保たれる. D. バックガモンは入射粒子の初期電子. 雲 の 電 荷 重 心 を 位 置 と し て 読 み 取 る の で 、 そ こ で Bragg曲線(図 1)を作成し、各エネルギ ~E に対応する初期電子雲の電荷重心 RG(E) を求めた O 解析には極座標系を用いた。. α 粒. 子 の 放 出 位 置 と パ ッ ク ガ モ ン の 読 み 取 り 位 置 と の ず れ D は RG(E)を X 軸 に 射 影 し た も の. e. であり、 D=RG(E)sin cosφで表せる. O. そこでエネルギーEを 0 ' " ' '1 .47[MeV]の 範 囲 ( 0 . 0 1. [MeV]刻み)、 Oを 0 ' " ' '1/2π[rad]の 範 囲 ( 0 . 1[ r a d ]刻み)、ゆを 0 ' " ' ' π [ r a d ] の範囲 ( 0 . 1[ r a d ] 刻み)で変化させ、 D を 計 算 し た o D と α線 エ ネ ル ギ ー E と の 関 係 を 図 2に 示 す 。 こ の 図 よりエネルギーE が高くなるにつれてずれ D が急速に広がっていくことが判明し、この 結果は今までの実験的観測事実に良く傾向が一致する。今の段階ではずれが少なく、高エ ネルギ一部分のイベントが減少し、位置ピークが分裂する現象はまだ説明できない状態で あ る が 、 こ の 原 因 と し て 自 己 誘 導 型 空 間 電 荷 効 果 (SISC)が 考 え ら れ る 。 今 後 は こ の SISC を取り入れた解析を行い、位置ピーク分裂現象を解明する予定である口 α線 残 留 エ ネ ル ギ ー E [MeV] 1 .6. E = 1 . 4 7M e V ロ. E 冨 ω ; : '1 .4 1 .2. υ. >2.0 Q). E ~rfrl. . .. ャ ー 0 . 8. え. せ 4一v 回... 0 . 6. モ キ. H0.4. Eニ ー. 撰. 同 1 .0. 5. 曜日 o. o0. 2 . 5. 0 . 0. 3. 図 1. Bragg曲線. ー2. 1. α粒 子 放 出 位 置 か ら の ず れ D [mm]. Ar気 体 中 の α粒 子 の 残 留 飛 程 [cm]. 図2. α 線 エ ネ ル ギ ー E とずれ D との関係.
(16) 付録 2. リス ト デ ー タ 収 集 法 を 用 い た 時 系 列 デ ー タ 解 析 中 田. 真史. { は じ め に } 現 有 の リ ス ト デ ー タ 収 集 装 置 MPA-3 (Multiparameter Data Acquisition System)は 今 ま で 同 時 計 測 に 役 立 て て き た が 、 今 後 こ の 装 置 を 利 用 し て 時 系 列 現 象 の 研 究 を. 行いたいと考えている. D. その基礎として、純粋なランダム現象である放射性物質からの放. 射 線 信 号 の 時 系 列 測 定 を 行 い 、 MPA-3装 置 の 時 系 列 デ ー タ 収 集 能 力 を 調 査 し た. O. [方法 1 NaI(Tl)による Co-60の γ 線 信 号 を 使 用 し 、 こ の エ ネ ル ギ 一 信 号 l系 統 の リ ス ト 測 定 を 行 っ た (MPA-3で は 4系 統 ま で 可 能 )oMPA-3は 1、10、100、1000 [msec]ご と に TimeStamp を デ ー タ ス ト リ ー ム に 挿 入 し リ ス ト デ ー タ に 記 録 す る こ と が で き る が 、 今 回 は 1[msec]を 採用した。. リ ス ト デ ー タ と し て は 約 80 keVから約1.86 MeVま で の す べ て の 信 号 を 取 り 込. ん だ 。 オ フ ラ イ ン 時 系 列 解 析 を 行 う た め に 、 任 意 の エ ネ ル ギ ー 領 域 の Eventが選択でき、 t )が 構 築 で き る プ ロ グ ラ この Eventの み に 対 し て 相 隣 り 合 う 信 号 聞 の 時 間 差 ス ベ ク ト ル 1(. ム (Igor Pro 4使 用 ) を 製 作 し た. O. {結果】図 1に リ ス ト デ ー タ か ら 構 築 し た Co-60の γ 線 エ ネ ル ギ ー ス ベ ク ト ル を 示 す 。 1 .33 )及 び 10.4 MeV光 電 ピ ー ク を 選 択 し 、 こ の ピ ー ク に 対 す る 計 数 率 r [cps]と し て 95.9 (Case 1 (Case2 )の 2つ の 測 定 を 行 っ た c こ れ に 対 す る 解 析 結 果 1( t )を 図 2に 掲 げ る. 1)α 確 率 が ポ ア ソ ン 分 布 に 従 う た め 、 1(. D. 事象の生成. r t. e - (rは 計 数 率 ) と 導 出 さ れ る o 従 っ て 平 均 時 間 t. = 1 / rで あ る 。 図 2 に 示 さ れ る 実 験 デ ー タ は Case1及 び Case2両 者 と も 指 数 関 数 的 減 少. を明瞭に表している. D. 図 中 に Fittingの 結 果 も 示 し た 。 解 析 の 結 果 、 Case 1で は t=1 0 .5. [msec]となり、 r=95.2 [cps]と算出され、 Case2で は t=96.2 [msec]、 r=10.4 [cps]とな 5 .9及 び 10.4 と 良 く 一 致 し て い る った。これらの結果は計数率の実測値 9. D. 以 上 MPA-3 は 時 系 列 デ ー タ 解 析 に 充 分 適 し て い る と 判 断 さ れ た 。. 噌. d守 司. ヰ. il. 6t. 。. 1 01住. 叩 Mmm. 1 0 .. 4開 F s・ '. ~. 3. 11. a 国，. em. \10~. 9om. 司. 1 0. 町田. a. 1 0 l !詳持~. =_ u. U. a-h-r. 咽e ωω E . 同¥gageu. ~. C 開. 4. ω 飼. r o n u. -EA同. 5. 1 0. 10. 2. 1 0. 1 0 .. i 1 . i l . L L l ι. I . . L i . . μl . l 4 0 0 6 0 0 2 0 0. 比士主i : . I. 8 0 0. 1 0 0 0. C h a n n e lNumber. 0. 1 0. o. 100. 200. 300. 400. T i m eI n t e r v a l[ r n s e c ]. 図 1 . リストデータから構築した Co・60の γ 線 エ ネ ル ギ ー スベクトル. - 1 1 2-. 図 2 . 相隣り合う信号聞の 時間差スペクトル. 600. 700.
(17) Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. エネルギー教育の現状と課題. 河合. 祐一郎. 【目的】 「エネルギーと環境 J に関する問題は、人類にとって克服すべき重要な課題であり、学 校教育の中でもこの課題への取り組みが進められている口また、エネルギ一環境問題は、 その他の要因と複雑に絡み合った多面性を持っており、社会、経済、資源、科学技術、生 活様式などさまざまな観点を組み合わせた総合的な教育が必要とされています。 現在、教育現場ではさまざまな試みが始められていますが、教科横断的な総合学習を 実施する上で解決しなければならない課題が数多くあります。 そこで、現在行われているエネルギ一環境教育の現状と課題を把握し、 その課題の解決 策を模索することを目的としています。 【方法】 インターネット、書籍を用いてエネルギ一環境教育についての情報収集。 本年度発足した「おおさかエネルギー教育研究会」に参加し、エネルギ一環境教育に関 するフォーラム、シンポジウムなど、現場の教員との話し合いに参加D 大阪府の小学校・中学校・高等学校、和歌山県と奈良県の中学校・高等学校の教員にア ンケートを実施し、現場での工夫など、現状の把握と課題の把握する. O. 【結果】 (︿)訴相胸囲. 1 2 0 1 0 0. ざ8 0. 語60 対 日 4 0. 100 80 60 40 20. oLc璽. . . ~. 。. 回 2 0. ，'V ぷ _ . A yJ. ， ね く おJ. 考ド?. . . ~. 心J ‘ ' 汗3. 下 、 下. vdv ， 6・ F 毎. -~，. 心 J. 'V. •， . . :. ， ， ' ". 子 宮 子V. ベ Y. 申 、λJ. / ' 本I. 骨 、 、 ' 帝. ベY. ル. ぷJ. ) j 祉 リ. 1-2:エネルギー環境教育に関する取り組みについてお答 えください。. 1-1:エネルギ一環境教育に関心がありますか。. Fig.l， 2: エ ネ ル ギ 一 環 境 教 育 に 関 す る ア ン ケ ー ト 結 果 上図が、現職の教員の先生方に行ったアンケート結果の一部である。 エ ネ ル ギ 一 環 境 教 育 に 関 心 を 持 っ て い る 方 が 過 半 数 を 超 え て い る に も か か わ ら ず 、 実際 に授業を行っている人は少ないことが分かる。 このような結果になる原因はどこにあるのか、 実際の教育現場の抱える問題などを把握 し 、 考察と解決策の模索を図った. D. - 1 1 3.
(18) 付録 2. マルチモード核分裂モデルの拡張 橋本悠太. [目的] 近 年 、 原 子 炉 燃 料 の 長 寿 命 化 に 伴 い 原 子 炉 内 で 発 生 す る MA(マイナーアクチニド)の質量比が 増加傾向にあり、原子炉内の状態を考えるにあたって、 M Aの影響を従来のようにノイズとして扱う ことが困難になりつつあり M Aについての詳細なデータが必要とされている。しかしながら M Aは取 り扱いが困難な為実験データが乏しく、 U や PUなどのメジャーな核種のデータに比べても信頼性が 低い。 そこで M Aのデータを計算から得るために U や PUなどの核種に使用されてきた計算式を拡張し. M Aについても応用できるように拡張を誌みる。 [方法 l. Brosa， Grossman， Mullerらが提唱した核分裂過程に関するモデル、 MultimodalRandom Neck-RuptlueModel(BGM-model)によれば、核分裂過程には 3つのモードが存在しそれぞれ のモードはそれぞれ Standardl、Standard2、Superlongなどと呼ばれる。 この考え方を基に作られた Wang-Huの系統式 y (A ， Af ， E~) = C SJ[G (A，AS μSJσ) J， J'μSJσ) + G (A，Af - A s. + C S2[G (A，As2'σ ) + G (A，Af - AS2'σ)] + C SL G (A，Af /2，μ 見 σ ). に 、 M Aのデータを入力し実験値と比較すると系統式の計算結果と実験値にずれが生じる。この実 験値と理論値のずれを埋める新たな項を検討する。. 2004年に発表された1.Tsekhanovichらの論文 [ F i s s i o n p r o d u c tformationi nthe thermal-neutron-inducedf i s s i o no foddCmi s o t o p e s ]において、 243Cm/45Cmの計算について 新たなモードの導入が試みられた。 その中で使用されたパラメータを Wang-Huの系統式に導入して計算したものと、従来の. Wang-Huの 式 に M Aの数値を. -Y . Y ( A D V ). 1 . 0 0 Ei{)1. そのまま入力したもの、実験値 を比較・検討を行った。 [結果 1 特に質量非対称の領域におい て、改良した式の値の方が従来 の Wang-Huの式の値より実験. (52g﹀. 3つのデータを比較した結果、. 1 . 0 0 Ei{)O. 1 . 0 0 E ol. 値に近い値が得られた。 1 . 0 0 E-02 8 0. 9 0. 1 0 0. 1 1 0. 1 2 0 1 3 0 1 4 0 A F i g . lC m 2 4 5 のt h e r m a l イi s s i o n質量収率. 1 5 0. 1 6 0. 1 7 0. A斗 A.
(19) Vo l . 42 ( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. 即発中性子数の入射エネルギー依存性の解析 森谷浩典. 【 目 的 } 即 発 中 性 子 数 vpは 臨 界 性 に 影 響 を 与 え る 非 常 に 重 要 な パ ラ メ ー タ で あ る. D. 近年、. 核燃料の高燃焼度化や革新的原子炉の設計など応用分野が劇的に広がるに伴い、マイナー アクチノイドの核データが要求されるようになったo マイナーアクチノイドは入手、取扱 いが困難であることから実験データが少ないのが現状であり、理論計算によって補う必要 が あ る 。 当 研 究 で は vp 計 算 モ デ ル の 作 成 、 妥 当 性 の 検 証 を 行 っ た. O. 【方法]マルチモードモデルでは核分裂モードによってエネルギーの分配が異なることか ら 、 核 分 裂 の Q値 (ER)、 核 分 裂 片 の 励 起 エ ネ ル ギ ー (TXE) が 異 な り 、 核 分 裂 片 の 中 性 子結合エネノレギー (Bn) も 質 量 領 域 に よ っ て 変 わ る. このため、. O. vp も 核 分 裂 モ ー ド に よ. っ て 異 な る o こ れ を 考 慮 、 す る た め に 、 ま ず 改 良 型 Wang-Hu 系 統 式 を 利 用 し て 即 発 中 性 子 放 出 前 の 核 分 裂 片 の 質 量 収 率 を 求 め る 口 こ れ を 元 に TUYY質 量 公 式 に よ っ て 、 ERを計算 す る o TXEは Bn<CN>+Ein+ER-1 、 KEで計算できる。 Bn<CN>、 Ein、TKEは そ れ ぞ れ 複 合核の中性子結合エネルギ一、入射中性子エネルギ一、核分裂片の全運動エネルギーであ る. O. また、 Madland-Nixの 核 温 度 分 布 に 基 づ い て 即 発 中 性 子 の 重 心 系 運 動 エ ネ ル ギ ー (E ). を 計 算 し 、 さ ら に Kornilov の 系 統 式 に よ っ て 即 発. γ. 線 エ ネ ル ギ ー (TGE) を考慮、する。. 以上の数値を次の式に代入し、モード毎の即発中性子数 U_ f". この. V p i. T XE，-TGE Bn;+E : ;. V p i. を計算する。. i= s l， s 2s l ラ. に各モードの分岐確率を掛けて足し合わせたものが求めたい評価値. 本 の 核 デ ー タ フ ァ イ ル JENDL-3.3 の数値と ω. 5. .Oは 235U(n， f )r eactionでの即 {結果] Figl. 込 ，. コ ω c. H 0.. 2 2 。. 再現しているが、全体的に過大評価であり、. ← ー. さ2 . 4. JENDL-3.3の 評 価 値 に 対 し 、 最 大 で 5.7%の VP. は臨界. 2 . 2. 性に大きく影響するので、さらなる精度の向 上が必要である. D. 。. 2. 3. 4. 5. I n c i d e n tneutronenergy(MeV). 核 温 度 分 布 や 即 発 γ線のエ. ネルギーが今後の検討課題としてあげられる。. 2 . 8. E. Ein に 対 す る 増 加 傾 向 を. 誤差がある口官頭で書いた通り、. 3. 斗J. 発中性子数の入射エネルギー依存性を表すグ V Pの. であり、日. 3 . 2. 比較し、計算モデルの妥当性を検証する。. ラフである。. V P. Fig1 .0:2 3 5 U ( n，f )反 応 に お け る 即 発 中 性 子 数 の 入射エネルギー依存性の解析. - 1 1 5-.
(20) 付録 2. アクチナイド核種の核分裂解放エネルギーの系統性 村木沙織. {目的] 原子力発電の燃料などにも多く用いられるアクチナイドだが、 U や PUといったメジャーアクチナ イドのように非常に細やかに研究が重ねられ、特性が広く知られている核種と違い、その他のマイナ ーアクチナイドはメジャーと違って使用度の低さからその特性は知られていない部分も多くある。メ 、U、Np、PU、A m 、 Cmを選び、それぞれ ジャー・マイナ一両方のアクチナイドの中から Th、Pa の複合核について核分裂解放エネルギーを計算することで、その系統性を調べる。. {方法・結果】 核分裂過程においてはマルチモード核分裂モデ、ノレを用いた。このモデ、ルの特徴は断裂直前の複合核 の形状にある D 核の形が亜鈴型に変形した質量のうち、ほぼ対称に近い状態で分裂するのが S uperlong、 非対称なものが S tandard1、更に分裂の際の非対称性が強く出ているものを StandardIという。こ の系が最初に持っているエネルギーから核分裂を起こすときのエネルギ一、すなわち臨界エネルギー を差し引し、たのが、今回計算した核分裂解放エネルギーで、ある。 入射エネノレギーを 1 、5、 1 0、 1 5、20MeVとし、 Standard1、 StandardI、 Superlongについて ガウス分布の中でもピークに近い、主要な核分裂片の質量を用いて計算した。. 3つの核分裂モードが. あるように解放エネルギーは一定のものではなく、収率を加味し、核種ごとに平均をとったものを一 般的にその核種の解放エネルギーとする。収率は、ほほ対称に近い S uperlongが微小で、 Standard. 1 0、StandardIが約 200 1 0となっている口質量分布収率については、 Wang-Huの理論式 Eが約 800 を用いてガウス分布を求め、そのガウス分布の重ね合わせにより、収率を求める。解放エネルギーの 計算ではそれぞれの核種の原子番号、複合核の質量、電荷、質量数を入力データとし、早稲田大学に よる計算式、 TUYY公式(原子質量公式)に基づく計算コード ER1 を用い、解放エネルギーを求め た 。 ER1の計算では、収率は質量収率と電荷収率の積により求められている。質量分布はガウス分布 に従い、電荷分布は端慶覧の分裂片電荷分布の計算法によるものであるロ結果として、下図に Th-233、. Pa-232、Pa-234 の 3つの解放エネルギーを示した。その性質を比べると、核種ごとの性質は似た点 が多いのが分かる。 結果として、左図に Th-233、P a-232、Pa-234. )l社、ぇ dTH語感. ( ﹀ω豆. nunununununununu nζ4tnununO 守f a U D nζnζ ζ 円 1 噌 4141 1 唱 41. の 3つの解放エネルギーを示した。その性質を 比べると、核種ごとの性質は似た点が多いのが 分かる。. 伊. o. 10. 20. 30. 入射エネルギー (MeV) 図1 .Th、 Paの解放エネルギー ρ0.
(21) 近畿大学原子力研究所年報. Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). マイナーアクチナイド核種の 評価済み核データの比較 矢田浩基 【目的} 昨 今 の 原 子 炉 燃 料 の 高 燃 焼 度 化 に よ り 、 使 用 済 み 核 燃 料 に 含 ま れ る M A (マイナーアクチ ナイド)の影響は無視できなくなり、蓄積量評価が必要になってきた. D. しかし、 M A は 試. 料の入手、測定が困難である為、データの精度・信頼性が不十分である o 本研究では、ア メリカ、. E U、 日 本 の 核 デ ー タ フ ァ イ ル で あ る 、 ENDF/B-VI、 JEFF-3.0、 JENDL-3.3の. 3つ の 核 デ ー タ フ ァ イ ル を 比 較 ・ 検 討 す る 口 【方法] 今 回 比 較 す る ENDF/B-VI、JEFF-3.0、JENDL-3.3の 3つ の 核 デ ー タ フ ァ イ ル を IAEAの サ イ ト か ら 入 手 し 、 ENDFフ ォ ー マ ッ ト の 評 価 済 み 核 デ ー タ か ら 共 鳴 断 面 積 を 求 め る た め の プ ロ グ ラ ム RESENDDを用いて、 20MeV以 下 の エ ネ ル ギ ー 領 域 に お け る 全 反 応 断 面 積 、 弾性散乱断面積、核分裂断面積、吸収断面積の各データを生成し、得られたデータを表計 算ソフトを用いて、グラフを作成、比較・検討する. D. 【結果} 核種によっては核データファイルによってデータがかなり異なる. D. 研究データが少ないせ. i g . lは いか、他の核データファイルからデータを引用しているものも見受けられた。 F. Am242mの 全 反 応 断 面 積 で あ る oJEFF-3.0と JENDL-3.3は 比 較 的 似 通 っ た 挙 動 を 示 し て いるが、 JEFF-3.0が JENDL-3.3に 対 し わ ず か に 断 面 積 が 大 き く な っ て お り 、 3.23eVに あ る ピ ー ク で は 3b程 度 の 差 が あ る. こ の 二 つ は 20eVを 境 に は っ き り と し た 違 い が 現 れ 、. D. JEFF-3.0 の 反 応 断 面 積 は 20eV以 降 、 分 離 共 鳴 パ ラ メ ー タ ー が 与 え ら れ て お ら ず 、 120b か ら 緩 や か に 減 少 し て い く の に 対 し JENDL-3.3の 反 応 断 面 積 は 43eVまで分離共鳴ノミラメ ーターが与えられているため、共鳴が続いている. O. 一方、 ENDF/B-VIは 3.55eV以 降 は 他. の 二 つ と は 異 な り 分 離 共 鳴 ノ ミ ラ メ ー タ ー が 与 え ら れ て お ら ず 、 7.7eV の 断 面 積 で は. JENDL-3.3とは約 250bも差がある o JEFF-3.0 と JENDL-3.3が 20eV付 近 ま で 似 通 っ た 挙 動 を 示 し て い る の は 双 方 と も 1984年の J.C.Browneの 実 験 デ ー タ を 元 に し て い る た め であると思われる. ENDF/B-VI は. o. I. 側. 1968 年 の 5 . 0 促.+0 2. C.D.Bowman の 実 験 デ ー タ を元にしている. O. ∞. どのデータ. もかなり古く、 JENDL 以 外. +0 2 4 . E. E 帥. S慨 叫. 0年 以 上 更 新 さ れ て い な は 1 い 口 こ の こ と か ら M Aの 研 究 については日本が先行してい るように見受けられる. .Q. 2 αlE+02. 1 . ( ) ( 定φ < 1 2. D. 0 . 0IlE叫加. 0 . 0 促+∞. 5 . 0 促叫lO. 1 . 5 促+01. 1 . ( ) ( 定+01. eV. F i g l .Am242mTo t a lC r o s sS e c t i o n. ∞. 2 . E+ O l. 2 . 5 慌+01. EA ai. 唱. 唱. i 門.
(22) 付録 2. PRECO・2000コ ー ド の 検 証 山本郁夫. {目的} 核 反 応 断 面 積 と エ ネ ル ギ ー ス ベ ク ト ル の 計 算 が 出 来 る プ ロ グ ラ ム に Kalbachが 開 発 を 続 け て い る PRECO -2000 と い う の が あ る. o. この PRECO -2000 が ど こ ま で 正 確 な デ ー. タが得られるかをいくつかの核種を計算して、実験値と比較して検証する口. 【理論} PRECO -2000 は エ キ シ ト ン 模 型 に 基 づ い た 計 算 コ ー ド で あ る. o. このモデルでは入射粒. 子は標的核と平衡状態ができるまで時間がかかり、途中の段階でも粒子が放出される、と 考 え て 直 接 過 程 、 エ キ シ ト ン 過 程 そ し て 平 衡 過 程 の 3つ の 過 程 に 分 か れ る 程とは直接過程と平衡過程の聞の過程である. o. エキシトン過. これらの過程では、放出粒子の角度分布そ. D. してエネルギ一分布が異なる口 {結果] 核種は実験値の多い核種、. 54Fe+p、 56Fe+p、. 1 2 0Sn+p、 209Si+p そ し て 238U+nを 選 び. PRECO -2000 で 計 算 し て 、 実 験 値 は IAEA の EXFOR か ら 得 て 比 較 し た 。 そ の 比 較 し た. 結 果 の 一 部 を 下 に 示 す o Fig. 1で は そ れ ぞ れ の 過 程 の 計 算 結 果 も 図 し た 。 Fig. 1 も Fig.2 も実験値をよく再現しているといえる. o. しかし 209Bi(p， xn)a t 140MeV の エ ネ ル ギ ー 微 分. 断面積のように実験値から外れるエネルギースベクトルもあったo 積分断面積でも再現す る も の と し な い も の が あ っ た 。 こ こ ま で の 検 証 で PRECO-2000 は 優 れ た 計 算 プ ロ グ ラ ム だといえるが十分信頼できるとはいえない. O. この PRECO・2000 で は ま だ 実 験 値 を 再 現 で. きなかったが核分裂断面積の計算も狙っている o まだ詳細な検証が必要であるが、核データベースに無い実験値が必要なときは、計算値 が 実 験 値 を よ く 再 現 す る 核 種 ま た は エ ネ ル ギ ー 付 近 で あ れ ば 、 こ の PRECO-2000 で 決 定 できると考えられる. O. PRECQ-2000. 1 . 0 E + 0 2r. 1 . 0 E + 0 2. x 1 9 7 0F .巳8 e r t r a n d +. ￨山. 1.0E+01 卜 j久二一吋~用。ω胤均ゆく手. 1.0問 ~)?Jr\ ‘\\. l 1 ヘト第 七 ￨. さ1. 一. 2平衡過程. ミ OE-01ftJ7 . 0日 1. 1 : :. 2 l U :第 1平 向 程 「. 1.0E-03rJ/ 3卜. 色接過程 I. 。. 1 . 0 E 0 4. ¥ j 、. 第. '. l. ¥. 1 .0 E + 0 0. d 51.0E-01 . c. E1 . 0 E 0 2. i 1. 1 . 0 E 0 3. 。. 1 . 0 E 0 4. ‘. 2 0 4 0 6 0 1 2 0S n ( p . x p ) F i g . l a t61.5MeV のエネルギー微分断面積. > ω 2. ¥、. /海江キシペ. 1 - ‘¥ 、 I .. 1 . 0 E + 0 1. 八戸¥ 1¥ . エ キ シ ト ン. 、 I. 一 一 一 -PRECQ-2000. 80 MeV. - 1 1 8-. 2 0. 4 0. 6 0. 2 0S n ( p . x p )a F i g . 21 t61.5MeV の二重微分断面積. 8 0 MeV.
(23) Vo l . 42 ( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. 修士論文 発表時間. 一人 20分(講演 1 5分、討論 10分). -1 1 9.
(24) 付録 2. 染色体異常から体組織を防御する遺伝子に関する放射線生物学的研究. 環境遺伝学. 志村真彦. 1.序論. 分 子 生 物 学 的 研 究 か ら 、 ヒ ト の 毛 細 血 管 拡 張 性 失 調 症 の 責 任 遺 伝 子 atm の 産 物 ATM は DNA 損 傷 に よ っ て 活 性 化 さ れ 、 活 性 ATM は p53遺 伝 子 の 産 物. (P53 タ ン パ ク 質 ) を 活 性. 化することによって細胞自爆(アホ。トーシス)や細胞周期停止を引き起こすと考えられてい る が 、 こ の シ ナ リ オ が in vivo 系 で も 成 立 す る か ど う か は 明 ら か に さ れ て い な い 。 本 研 究 は 、 自 然 状 態 と 放 射 線 に 被 爆 し た マ ウ ス の 体 組 織 に お い て atm 遺 伝 子 が p53 遺 伝 子 の 機 能 を 介 し て DNA損 傷 か ら の 組 織 防 御 に 機 能 し て い る か ど う か を 明 ら か に す る た め に 企 画 し た 。 実 験 は こ れ ら の 遺 伝 子 を 欠 損 し た マ ウ ス を 用 い て 実 施 し た 。 DNA 損 傷 の 指 標 として本来無核である赤血球における小核形成を採用した。小核は染色体異常に付随し て生ずる無動原体断片が形成する小さな核のことで、マウス赤血球の小核検出系は環境 化学物質の変異原性を検索する系として広く用いられている。しかし、この系の放射娘 応答に関する知見は乏しく、遺伝子機能の解析系として利用する前に、小核の放射線誘 発について基礎的情報を得る必要があった。そこで、本研究の第一段階では、. X線 と 原. 子炉放射線の線量と小核頻度の関係を明らかにし、核分裂中性子の生物学的効果比 (RBE) を 求 め る 実 験 を 行 っ た 。. 2 . 材料および方法 マ ウ ス : 線 量 効 果 関 係 な ど の 基 礎 情 報 を 得 る 実 験 で は ICR 系 統 の 8 週 齢 雄 を 用 い た 。. atm 遺 伝 子 あ る い は p53 遺 伝 子 の 欠 損 の 影 響 を 調 べ る 実 験 で は 、 当 該 遺 伝 子 を 欠 損 ホ モ (一/ー)と欠損ヘテロ(+/一)の状態でもつ C57BL/6 系 統 の 14週 齢 雄 を 用 い た 。 放射線照射. x線 は 、 日 立 メ デ ィ コ 社 製 の X 線 発 生 装 置 を. 140 kV， 4 mAで作動さ. せ、ポリカーボネイト容器にマウスを入れて照射した。電離箱とフリッケ液で測定した と こ ろ 、 線 量 率 0.5Gy/min で あ っ た 。 一 部 の 実 験 を 除 い て 、 線 量 域 は 1Gy以 下 と し た 。 原 子 炉 放 射 線 は 、 近 畿 大 炉 を 1Wで 稼 動 さ せ 、 マ ウ ス を 入 れ た ポ リ カ ー ボ ネ イ ト 製 チ ュ ー ブ を 炉 心 部 に 置 い て 、 30， 60， 90m in照 射 し た 。 対 合 電 離 箱 に よ る 測 定 の 結 果 、 線 量 率 は 0.4 Gy/hr で 、 こ の 線 量 率 50 % は 核 分 裂 中 性 子 に よ る も の で あ っ た 。 小核試験:照射直後から適時、被曝マウスの尾より末梢血をアクリジン・オレンジ塗 布 の ス ラ イ ド グ ラ ス 上 に 採 取 し て 血 液 標 本 を 作 成 し た 。 こ の 標 本 を 1000Xの 蛍 光 顕 微 鏡 下で観察し、網状赤血球における小核を検出した。検出された小核数の観察細胞数に対 する相対比を小核頻度とした。. ワ 臼. ハU.
(25) Vo l .4 2( 2 0 0 5 ). 近畿大学原子力研究所年報. 3 .結 果 と 考 察 小 核 の 原 因 損 傷 :X線 あ る い は 原 子 炉 放 射 線 に 被. I C Rマ ウ ス に お い て 、. 2h r問 照射直後から 1. 隔 で 72h rま で 小 核 頻 度 の 変 動 を 調 べ た と こ ろ 、 線 質にも線量にも関わらず、対照以上の有意な増加は 照 射 24 hrから 60 hr ま で 認 め ら れ 、 こ の 間 の 平 均 小核頻度はいずれの放射線量に対しても直線比例. で容併 ︿渓)制販機 r. 曝した. していた(図 1。 ) ま た 、 原 子 炉 γ線 の 効 果 は X線と 等しいと仮定して得られた核分裂中性子の理論的 線量効果関係から、マウス赤血球の小核誘発に関す ， 、 る 核 分 裂 中 性 子 の RBEは1.9: t0.3 と推定した。 、司ー. 1 .8 1 .2. 0 . 6. 。 。. 0 . 5 線量 ( G y ). 図1.. X線 (0) と 原 子 炉 放 射 線 ( ・ ) の 線. 量と平均小核頻度の関係.破線は核分裂 中性子に対する理論的線量応答.. れらの結果は、マウス赤血球において放射線で誘発 される小核の大部分は単純な染色体切断から生成されることを示唆する。 .5土 小核の自然発生に対する感受性:野生型マウスにおける小核の自然発生頻度は O. O .1 % で あ っ た 。. この頻度に対する各遺伝子欠損マウスにおける頻度の相対値を相対感. 直カ=ら明らかなように、 atm (+/一)あるいは 受 性 R と し て 表 1 に 示 し て い る 。 表 中 の R1 p53 ( +/ー)と野生型マウス(+/+)の問では、. 自然発生頻度に有意な感受性差は認められな. か っ た が 、 い ず れ の 遺 伝 子 の 欠 損 ホ モ も 野 生 型 よ り も 約 2倍 高 い 感 受 性 を 示 し た 。 小核の放射線誘発に対する感受性:野生型マウス、. 5.0. atm (+/一)および atm ( ー/ー)における X 線 1 Gy照 射. さ 4.0. 後の誘発された小核頻度の経時変化を図 2 に示し. 議 3.0 誕. ている。それぞれのマウスにおける経時曲線の積分. 毛 2.0. r )を 求 め 、 野 生 型 マ ウ ス の 積 分 値 に 対 す る 値(弘・ h. 綜 格1.0. atm (+/一)および atm ( 一/一)の積分値の相対値を X. o. 線誘発に対する. 1 2 24 36 48 制) 72. R 値として算出すると、 そ れ ぞ れ. 96. 1 2 0. 照射後の時間 ( h r ). 1 .0: t0.2、 1 .8: t0.3 となった。 同 様 に し て atm. 図 2 .野 生 型 ( ム ) お よ び atm 遺 伝 子 欠 損 ヘ. 遺 伝 子 欠 損 マ ウ ス の 0.5Gy照 射 群 と p53 遺 伝 子. テロ. (0)，ホモ (0) マ ウ ス に お け る X 線. LGy照 射 後 の 誘 発 小 核 頻 度 の 経 時 変 化 .. 欠 損 マ ウ ス の 照 射 群 で 得 ら れ た R値 を 表 lに示す。 表 中 の デ ー タ か ら 明 ら か な よ う に 、 atm 遺伝子、 p53 遺 伝 子 の い ず れ の 欠 損 ホ モ で も 、 X 線 1G y. 表し遺伝子欠損マウスにおける自然発生および. X線 誘 発 に 対 す る 相 対 感 受 性. 照 射 に 対 す る R値 は 約 2で O .5Gy照 射 に 対 し. 相対感受性， R. て は 約 3となった。一方、いずれのヘテロマウ. X線. 自然. ス の R値 も l以 上 に 有 意 に 増 加 し な か っ た 。. 0 . 5G y. 1 .0G y. 1 .3土 O .2. 1 .4土 O .3. a t m ( ー / ー ). 2 .1 : : ! : : 0 .8 柑. 2 . 9士O .5 株. 1 .0: 1 :0 .2 1 .8: 1 :0 .3 牢. p 5 J ( + I ). 0 . 9土O .2 2 .2 : : ! : O .5 時. 1 .3 : : ! : O . 3. 1 .1 土0 . 2. 柑 2 .7 : : ! : O .5. 1 .7 : : ! : O . 4 牢. 以 上 の 結 果 は 、 自 然 発 生 の DNA損 傷 に 対 し て. a t m ( + 1 ー ). も 、 放 射 線 に よ る DNA損 傷 に 対 し て も ，atm 遺 伝 子 は p53 遺 伝 子 の 機 能 を 介 し て 体 組 織 を 染 色体異常から防御していることを強く示唆す るo. p 5 J ( ー / ー ). 臼 つ.
図
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