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 1. 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). 1件となった。これらを分 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 類すると、以下のように 7つの分野になる。 (1)原子炉の基礎的な特性(炉特性) ....1-1、 -4、一 5、 -6. (2)原子炉計測..... 1-3 (3)中性子ラジオグラフィ-.....1-2、 ( 1-1). (4) 放射化実験.....1-7 (5)γ 線遮蔽効果.....1-8 (6)検出器の開発.....1-9、 -11 (7) 照射実験 .....1-10. まず、. (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. 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。 1-1 (名大・工、井口ほ か)では、炉周期法や落下法による制御棒価値校正を行っている。また、炉出力 l W時 における炉室内の γ 線と中性子の線量率を測定した。この他、炉運転時と炉停止時のパ ックグラウンド γ線スベクトルの比較や、中性子ラジオグラフィに関する実験を行った。 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、約 8弘の南北非対称性と、局所的くぼみを伴った上下非対称性が観察さ れることを明らかにした。 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 いた中性子束分布の測定が、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、ナトリウ ム試料の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。 次に (2)のうち、 }-3 (摂南大・工、山本ほか)は、放射線利用施設の遠隔利用に 関する実験であり、今年度は中性子と. γ線の測定機器に対するネットワークの対応につ. いて調査を行った。 次 に (3)の 1-2 (大阪府大、谷口ほか)は、冷却型 CCD カメラを用いた中性子ラ ジオグラフィ-技術の検討であり、今年度は 5種類の冷却型 CCDカメラの画像感度と白 色ノイズ特性を比較した。この結果、感度は 3倍、ノイズ出現率には 1 0 0倍もの差が見 られた。 次に (4) のうち l一7 (広島大・原放医研、遠藤ほか)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評価を目的とした研究で、今年度は組織等価型ガス 比例計数管を用いた測定実験が行われた。 次 に (5)の 1-8 (金沢大、小村ほか)は、リンモリブデン酸アンモニウムとウラ ン系列核種の放射平衡状態において見られる特異な γ 線の遮蔽効果についての実験的 9 4-.
(3) Vo l .44 ( 2 0 0 7 ). 近畿大学原子力研究所年報. な検討であり、今年度は塩化セシウムを使った 2種類の試料を使った実験が行われた。 この結果、ひとつの試料から特異な遮蔽効果が観測された。 次 に (6)の 1-9 (福井工業高専、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。 今年度は、検出器の実用性を調査するために、中性子放射孔から出る熱中性子の位置分 布を測定し、原子炉上蓋によって絞られたビーム状の分布を再現することができた。 次に、 1-11 (東大・工. 小佐古ほか)は、イメージングプレート(Ip )を用いた放射. 線 2 次元位置検出手法の検討であり、本年度は熱中性子とガンマ線が混在する場での. P S L変換感度に関する研究が実施された。 次に (7)の 1-10 (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. L Dの γ 線感度を評価するために照射実 されているカルシウム化合物をベースとした T 験を行ったものである。今年度は、 2種類の焼結体と l種類の結晶を用いて、原子炉内 放射線と Co-60の γ 線照射に対する熱蛍光特性を比較した。 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。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。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ロ教育面、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。. h 同 u. n u.
(4) 付録 1. ( 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 22名 とともに 6月 22日 ， 6月 23日に行った。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。 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 。 時における炉室内の y線線量率を電離箱型サーベイメータで、中性子線量率を 炉出力 l W 中性子レムカウンターで測定した。中性子保管庫周辺等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ツクグラン ドY 線スべクトルを HPGe 検出器で. ピ一クが観察されたが、炉停止時には特別なピークは認められなかった。. lW運転時における中性子ラジオグラフィ撮影を蛍光コンパータと高感度フィルムとの組 み合せで行い、同じサンプルを X線でも撮影し、中性子および X線ラジオグラフィの感度の 差に関する検討を行った。. ( 2 ). 高感度中性子ラジオグラフィの実用化に関する研究 ( I X ) 代表者:谷口良一(大阪府立大学放射線研究センター). 〔要約〕 冷却型 CCD 撮像素子の中性子照射環境下での、ノイズ特性の変化を観察した。白点ノイ ズとして知られる. 特徴的な CCD ノイズ数は照射によって 4桁以上も増大し、その大半は. 固定ノミターンノイズであった。さらに一年を経過した後でも 2 桁程度の増大が残っていた。 また、照射によってスミアノイズに類似した白線ノイズが現れたことも重要な問題であった。 このノイズは、出現位置が、ほぼ固定化しているが、温度によって大きく変化し、一年後に も類似のパターンを保持していた。. -9 6-.
(5) Vo l .4 4( 2 0 0 7 ). ( 3 ). 近畿大学原子力研究所年報. インターネットによる原子炉遠隔実験および実習のための 技術開発 代表者:山本淳治(摂南大学工学部). 〔要約〕 インターネットを用いた大容量で高速の双方向通信技術の発達によって、最近は遠隔から 特定のシステムを利用できる機会が増加している。医療分野における遠隔診断システムは実 用化されている代表例である。このように現在のインターネットの機能は、放射線利用に対 しても遠隔利用の可能性を広げている。この共同研究では、近畿大学原子力研究所の原子炉 を使って行われている実験や実習の一部分をインターネットを介して遠隔で実施することに 取組んでいる。本年度は、原子炉の核計装信号のうち実習に用いられている信号をインター ネットに送り出すシステムを製作してその動作試験を行った。原子炉の出力や制御棒位置な ど運転状況をあらわすデータを遠隔の実習室においてリアルタイムで表示した。そして、近 畿大学原子炉実験・研修テキストの実験課題のひとつである「制御棒の役割 J に記載されて いる測定を遠隔測定で実施した。また、学生も参加したこの動作試験を通じて、遠隔実習の 授業方法についても検討した。. ( 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〕 マリンエンジニアリング課程第 1期第 3学年学生の自由参加を募り、夏期休業中の 9月中 旬に「原子炉の能動的見学会 J と銘打って、見学・運転実習会を行った。本報告に関わる原 子炉特性・中性子束分布の測定・実験はその一環として行ったものである。 研究実験として行った金箔放射化反応率分布測定においては、 04年度以来データを蓄積し てきた東西南北上下対称性のうち、 2本のマニュアルストリンガ (NW-MS と SW-MS) 位置 における南北上下対称性に焦点を絞った。 04、05 両年度とも、最大約 8%の南北非対称性と SW-MS位置の上下非対称性 (z=+7.6cmにおける局所的くぼみ)を示していた。. 今年度の測定では、南北非対称性は約 40 / 0であったが定性的には再現性があるものと認め られた。しかし、 SW-MS位置における上下非対称性 (z=+7.6cm にくぼみ)は今回の測定で は見られず、測定上の問題か、一時的な吸収体の非意図的存在に帰せられるべきか、不明で、 ある。. - 97 -.
(6) 付録 1. ( 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、大阪大学原子力工学 科 4年生全員 39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 4 日、 6~7 日であり、. 各日ともに午前 9時 30分より午後 5時までの計画で実験を実施した。後半では、同メンバ ーを 2班に分け、臨界近接実験を行った。実験期間は 7月 20日および 2 1 日である。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。平成 1 8年度は 1 3年目に あたり、 9 月1l ~12 日にかけて原子炉の起動・運転の実習、放射化法による炉内中性子の絶. 対測定、漏洩 y線の測定等の内容で、実習を行なった。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 Na ・2 3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の試料には試薬炭酸ナトリウム(Na 2 ・2 4の放射 C03) を用い、放射化して生成した Na 能の絶対測定にはガンマ線サムピーク法を用いた。 Ge 半導体検出器の不調により以前に比 べ精度の劣る結果であったが、傾向としては概ね昨年度までと同様の結果が得られた。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。. OO. Qd.
(7) Vo l .44 ( 2 0 0 7 ). 近畿大学原子力研究所年報. ( 7 ) マイクロドシメトリー手法を用いた U T R K I N K I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.. 長 司. 組織等価型ガス比例計数管 ( σ T E P C )を用いて UTRKI 悶 NKI のマイクロドシメトリスペクトルの 圃. 測定を行うことが目的でで、ある. O. 昨年度、行った測定では、測定器のゲイン変動の可能性が示. 唆された。本研究年度においては、ゲイン変動があれば、確認できるように 1 0 分毎にスペ クトルを保存し、各々のスペクトルを比較することでゲインの変動をモニターした。. ( 8 ). リンモリブデン酸錯体の中性子照射による放射線放出抑制効果の 実証実験 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〕 りんモリブデン酸アンモニウムとウラン系列核種が放射平衡にある標準試料を混合すると、 ラドンの娘核種である. 214Pbおよび 2 1 4Bi から放出される y線の計数率の著しい減少が観測され、. 特異なラドンの拡散効果が確認された。そこで、本研究では、りんモリブデン酸アンモニウ ム、りんモリブデン酸ナトリウムなど特異なラドン拡散効果が観測された試料を中心に近畿. 8Mo 大学原子炉を用いて中性子照射を行った。試料、圧力、加熱の有無などの条件を変えて 9 が放射化して生じる 9 9Mo、9 9 T cの放射能を測定し、ラドン拡散作用解明の手がかりにするこ とを目的とした。結果としては、いずれの実験も 9Mo、9 9 T c放射能に明確な差は見られず、 ラドン拡散効果との関係はないことがわかった。. Qd Qd.
(8) 付録 1. ( 9 ) 傾斜線式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電子工学科) 〔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り(前多，伊藤，堀口， 「傾斜線式位置読取法による中性子位置検出の可能性 J. RADIOISOTOPES， Vo . 153， 6 1 1 -. 615(2004)) 、平成 1 6 年度には位置分解能の概略も明らかになった(前多，伊藤，堀口，. r 傾斜. 線式読取法による中性子位置検出の位置分解能 JR ADIOISOTOPES， Vo. 154， 359・363(2005)) 0 平成 1 7 年度は、この検出器の実用性を調べるため、熱中性子の空間分布を測定した。なお、 中性子転換物質の一様性を簡便に保証する方法として、焼結体のチッ化ホウ素板を使った。 平成 1 8年度は、①金箔放射化法で熱中性子フラックス分布を測定し 1 7年度の測定結果を 補完した。これらの結果は、. 「傾斜線式位置読取法による熱中性子の空間分布測定」として、. RADIOISOTOPES誌(平成 19 年 8月号)に掲載されることになった。また、長尺中性子検 出器の実験に備え、② γ線や中性子の量をモニタするためのフォトダイオードを使った簡便 な検出器、③有効長 12cm、直径 3.5cm の円筒形位置感応型比例計数管を、試作し'性能測定 を行った。. (10) 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〕. 原子炉内放射線と 6 0 C oの. γ線照射に対する熱蛍光特性を. CaF2 : T b，S m，G d焼結体、. CaF2: T b，G d焼結体および CaF2: T b，G d単結晶を用いて測定し、 CaF2: T b，G d単結品においては. 原子炉内放射線に対して 115Cと 220Cに T Lピークが観測されること、また、 60Coの γ線照 0. 0. 射に対しては 160Cと 2 3 5 ' " ' ' 2 4 5Cに T Lピークが観測され T Lグロー曲線が異なることを報告 0. 0. した。これは、原子炉内放射線と 6 0 C oの γ線の違いによるものと考えられ、 T Lグロー曲線の. T L ピーク温度の違し、)から線質を区別できることを示唆している。今回、 CaF2: T b，T m 違い ( 単結品及び昨年度に引き続き CaF2 :T b，S m ， G d焼結体を用いて原子炉内放射線、 60Coの γ線 、 X 線、紫外線照射に対する熱蛍光特性を調べた。その結果、 CaF2: T b，T m単結品は、原子炉内放 射線、 6 0 C o の γ線に対してほとんど熱蛍光 ( T L )は測定出来なかったが、 X線に対しては十分. L反応を示した。 なT. 一方、 CaF2:T b，S m，G d焼結体は、 X線、紫外線、原子炉内放射線、 60Co. の γ線照射に対して T L Dとして使用できること、 CaF2: T b，G d単結晶と同様に線質によって T L ピークが異なることが明らかとなった。. -1 0 0-.
(9) VoL4 4( 2 0 0 7 ). 近畿大学原子力研究所年報. ( 1 1 ) イメージングフoレートを利用した中性子ガンマ線混合場の 方向測定 代表者:小佐古敏荘(東京大学大学院工学系研究科) 〔要約〕 ) は、各種放射 放射線 2 次元位置検出器として着目されているイメージングプレート(Ip 線に対して高い検出感度を有していることが知られている。本共同利用の 2年目にあたる本 年度は、昨年度の成果(Ip を原子炉内外の放射線場の線量計測に適用するための基礎的な情 報を取得した)をさらに進め、中性子ガンマ線混合場で、の線量測定を実施するための準備と して、光子線のみの環境における線量測定法を確立することに重点を置いた。より詳細な光 子エネルギー特性およびフェーディング特性を実験的に求め、 Sn フィルター添付部と I P裸 部における PSL値を比較することにより、入射光子の実効エネルギーを評価する手法を確立、 光子線量を評価する手順をまとめた。また、昨年に引き続き I Pを八角柱状に組み、混合放射 線の方向情報を取得するための基礎的な試験を継続的に実施した。. 1 0 1-.
(10) 付録 1. 原子炉化学・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 18年 度 は 下 記 の 3件の研究が採択、 実施された。. (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 化 学 形 態 と 迅 速 捕 集 に 関 す る 研 究 (3) 古 代 エ ジ プ ト 遺 物 中 微 量 元 素 の 中 性 子 放 射 化 法 に よ る 分 析. 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 (C I)の同時測定を行い、 Naか ら 換 算 し た 食 塩 量 と. CI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 o 本 年 度 は ふ り か け に 含 ま れ る 食 塩 量 に つ い て 検 討 し た 。 全 食 品 と も に Naと CIが検出された。 また、前回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 CI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。ふりかけ一食分として摂取する食塩量は製品によって差がみられる . 2 " ' ' 0 . 3 gであった o 但 し 、 一 日 の 摂 取 量 が 多 く な る と こ の 限 り で は な ものの、ほぼ 0 し 、o. 研 究 (2) は 、 大 気 環 境 に お け る ト リ チ ウ ム 化 合 物 に よ る 線 量 評 価 を 目 的 と し て 、 化学形態ごとに分別し、迅速捕集するシステムの構築を行っている。本研究では、採 用予定の分離セルについて、水素ガスとメタンガスの分離特性評価を行った。その結 果 、 大 気 を 模 擬 し た 標 準 ガ ス に お い て は 、 水 素 ガ ス が 約 90 倍 に 濃 縮 で き る こ と が わ かった。他方、メタン濃度は、高々1.3 倍 の 濃 縮 に 止 ま っ た 。 し た が っ て 、 今 回 採 用 した分離セルは、大気成分の除去過程が不要であり、また、連続モニタリングへの適 用が可能であり、さらに、水素濃度が大気中の水素ガス濃度程度であれば、水素ガス が混在しているガス中から効率よく分離できることが可能である o この事実より、排 出ガス中における水素ガス成分の寄与分を精度良く検出し、減算することが可能にな り、さらに、水を約 8時 間 分 離 可 能 な セ ル を 併 用 す る こ と に よ り 、 メ タ ン 成 分 も 計 算 により精度良く評価できるシステムの構築が期待される o 研 究 (3) は 、 近 代 炉 の よ う な 低 中 性 子 フ ラ ッ ク ス の 条 件 に お い て 、 古 代 エ ジ プ ト ガラス質遺物(ガラス・ファイアンス等)の主元素・微量元素等の校正元素を特定で きる可能性について見当を行い、含有元素の分布状態からそれらの時代性・地域性の 考古学的特徴を示唆できる指標を見出すことを目的としている o 今回分析した砂サン プルの種類(採取値域)は、エジプト・ナイル川流域の①アブシンベル、②ギザ、③ テーベ、④色の谷(黄鉄鉱)、⑤色の谷(赤鉄鉱)、エジプト西部の砂漠地域の⑥黒砂 漠、⑦クリスタル・マウンテン、そして、比較対照サンプルとして日本の③海岸の砂、 ⑨河川の砂であった。分析サンプル数がまだまだ少数であるため明確な判定はできな い が 、 特 殊 な も の を 除 き 、 校 正 元 素 Naと K と の 間 で の 顕 著 な 地 域 性 を 示 唆 す る 相 関 関係は見られなかった。 - 1 0 2-.
(11) Vo l .4 4( 2 0 0 7 ). 近畿大学原子力研究所年報. 以 上 の よ う に 、 原 子 炉 化 学 ・ 放 射 化 学 に 関 す る 研 究 は 3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 、 ま た 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点、 研 究 (3)は中性子放射化法による非破壊分析の考古学分野への応用という点から、 すべて重要な研究である. これら 3件 の 今 後 の さ ら な る 発 展 を 期 待 す る o. - 1 0 3-.
(12) 付録 l. ( 1 ). 食品中のナトリウムと塩素の放射化分析 代表者:山本忠志(兵庫教育大学大学院学校教育研究科). 〔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、ふりかけに含まれる食塩量について検討し、以下の結果を得た。 1)全食品ともに Naと C lが検出された。 2 ) 前固までの報告と同様に使用原料の一つに添加物(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 ) ふりかけ一食分として摂取する食塩量は製品によって差がみられるものの、ほぼ 0 . 2 ' " ' '. O . 3 g程度で、あった。. ( 2 ). 大気環境トリチウムの化学形態と迅速捕集に関する研究 代表者:木村捷二郎(大阪薬科大学薬学部). 〔要約〕 大気環境におけるトリチウム化合物による線量評価を目的として、化学形態ごとに分別し、 迅速捕集するシステムの構築を行っている。本研究では、採用予定の分離セルについて、水 素ガスとメタンガスの分離特性評価を行った。その結果、大気を模擬した標準ガスにおいて は、水素ガスが約 90倍に濃縮できることがわかった。他方、メタン濃度は、高々1.3倍の濃 縮に止まった。 したがって、今回採用した分離セルは、大気成分の除去過程が不要であり、また、連続モ ニタリングへの適用が可能であり、さらに、水素濃度が大気中の水素ガス濃度程度であれば、 水素ガスが混在しているガス中から効率よく分離できることが可能である。 この事実より、排出ガス中における水素ガス成分の寄与分を精度良く検出し、減算するこ とが可能になり、さらに、水を約 8 時間分離可能なセルを併用することにより、メタン成分 も計算により精度良く評価できるシステムの構築が期待される。. -1 0 4-.
(13) Vo l .4 4( 2 0 0 7 ). ( 3 ). 近畿大学原子力研究所年報. 古代エジプト遺物中微量元素の中性子放射化法による分析 代表者:吉田茂生(東海大学工学部). 〔要約〕 本研究は近大炉のような低中性子フラックスの条件において、古代エジプトガラス質遺物 (ガラス・ファイアンス等)の主元素・微量元素等の構成元素を特定できる可能性について 検討を行い、含有元素の分布状態からそれらの時代性・地域性の考古学的特徴を示唆できる 指標を見出すことを目的としている。今回分析した砂サンプルの種類(採取地域)は、エジ プト・ナイル川流域の①アブシンベル，②ギザ，③テーべ，④色の谷(黄鉄鉱) ，⑤色の谷 (赤鉄鉱)、エジプト西部の砂漠地域の⑥黒砂漠，⑦クリスタル・マウンテン、そして、比 較対照サンプルとして日本の③海岸の砂，⑨河川の砂で、あった。 分析サンフ。ル数がまだまだ少数のため明確な判定はできないが、特殊なものを除き、構成元. aと Kとの問での顕著な地域性を示唆する相関関係は見られなかった。 素N. - 1 0 5-.
(14) 付録 l. 生物の放射線影響に関する研究 研究総括責任者米津義彦(鳴門教育大学学校教育学部) 平成 1 8年 度 の 生 物 の 放 射 線 影 響 に 関 す る 研 究 は ， 昨 年 度 よ り 1件 増 え て ， 計 9件 の 課題で実施された o 生物系の研究課題は次の通りである o. 3- 1 米 津 義 彦 ほ か 4名. 速中性子による植物の染色体突然変異の研究. 3 - 2 谷 口 研 至 ほ か 3名. 速中性子による植物培養細胞の突然変異研究. 3 - 3 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 - 4 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 - 5 根 岸 友 恵 ほ か 2名. ショウジョウバエ体細胞の放射線誘発酸化傷害とアポ トーシスに関する研究. 3 - 6 河 井 一 明 ほ か 4名. 放射線被曝による生体過酸化物質生成とその防除. 3- 7 野 村 大 成 ほ か 6名. 核分裂放射能によるヒト臓器・組織傷害の発生機構. 3-8 松本義久. 中性子線による D N A損 傷 と そ の 修 復 の 分 子 機 構. 3 - 9 金 田 安 史 ほ か 3名. 中性子捕捉療法のためのホウ素化合物ドラッグデリバ リーシステムの開発. これらの生物系の研究課題は， モニタ一系の開発. (1) 放射線の生物作用の解明，. (2) 放 射 線 の 生 物. 及 び (3) 放 射 線 医 療 シ ス テ ム の 開 発 に 大 別 さ れ る が ， 以 下 に. 平成 1 8年度の研究成果の概要を示す。. (1) 放 射 線 の 生 物 作 用 の 解 明 谷 口 ら ( 研 究 計 画 3- 2) は，平成 1 5年 度 か ら 開 始 し た 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のための条件の検討を引き続き行って いる o 昨 年 度 ま で に ， 放 射 線 照 射 後 の 突 然 変 異 濃 縮 の た め の BrdU処 理 の 条 件 の 検 討 が 終了し，本年度は，効率的に温度感受性株を分離するための放射線の照射条件につい て検討を行っている。その結果，アラピドプシスでは，谷口らがこれまで材料として 用いてきたきたクレピスよりも，より高線量 ( 1 6 . 8 G y )が効果的であることがわかり， 現在レプリカ法で突然変異体の分離を試みている。 吉田ら (3- 3) は ， 低 線 量 の 放 射 線 の 生 物 影 響 ， 特 に 「 放 射 線 ホ ル ミ シ ス 効 果 J を 検 討 す る た め に ， 今 年 度 は 酵 母 菌 Saccharomycescerevisiae の 3系 統 ， す な わ ち 野 生 株 の S288Cと，放射線感受性株の rad18及 び rad50-1 を 用 い て 実 験 を 行 っ て い る o そ の 結 果 ， 吸 収 線 量 1-2G yの 線 量 域 で は ， 野 生 株 は 生 物 学 的 効 果 比 ( R B E ) は 1であ っ た が ， 放 射 性 感 受 性 株 で は い ず れ も 1以上であり，. r 放射性感受性株では促進効果が. ある j と い う ， こ れ ま で の 結 果 を 確 認 し て い る o 根 岸 ら (3- 5) は ， シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ の 複 数 の DNA障害修復欠損株を用いて， X 線 - 1 0 6-.
(15) Vo l .4 4( 2 0 0 7 ). 近畿大学原子力研究所年報. 照射後のアポトーシス誘導と突然変異の誘導について一連の研究を行っている。これ までの研究で，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ことが. 示 唆 さ れ た の で ， 本 年 度 は X線 に よ る 酸 化 障 害 が ど の よ う な 活 性 酸 素 種 に よ っ て 引 き 起こされているかを検討している. O. その結果，スーパーオキサイドデスムターゼ. (SOD) 欠 損 株 は ， 野 生 株 に 比 べ て 酸 化 障 害 の 感 受 性 が 高 く ， ス ー パ ー オ キ サ イ ド ア ニ. オ ン が X線 酸 化 障 害 に 関 わ っ て い る 可 能 性 が 示 唆 さ れ た 。 河井ら (3- 6) は ， 放 射 線 の 生 体 影 響 の 一 つ で あ る 酸 化 ス ト レ ス を 低 減 す る た め に，食品のもつ抗酸化作用に注目し，食品の抗酸化作用による放射線障害防除の可能 性について検討している. O. す な わ ち ， マ ウ ス の 臓 器 DNA中の 8-0H-dGを生体内酸化ス. ト レ ス マ ー カ ー と し て 用 い ， 通 常 食 (CE) と，穀物やドライフルーツを多く含む cereal 食 を え さ と し た 場 合 の ス ト レ ス マ ー カ ー の 増 減 を 調 べ た 。 そ の 結 果 ， cereal投 与 群 で は ， 臓 器 DNA中 の マ ー カ ー 量 は 減 少 し て お り. x線 照 射 実 験 (30Gy)でも，骨髄中のマ. ー カ ー 量 は CE群 に 比 べ て 少 な か っ た 。 こ の こ と は ， 食 品 の 抗 酸 化 作 用 が 放 射 線 影 響 の 低減の可能性があることを示唆している. O. 野村ら (3- 7) は，ヒト臓器・組織置換 SCIDマ ウ ス を 用 い て ， 原 子 炉 放 射 線 に よ るヒト臓器・組織への急性及び晩発傷害を調べている. O. 本年度は，特にマウス体内に. おける正確は線量測定を行うとともに，ヒト甲状腺を移植したマウスにおいて，甲状 腺の微細構造の変化及び甲状腺の遺伝子変異について検討を行っている。その結果， 甲 状 腺 内 の 糠 胞 の 減 少 と 変 性 ( 中 性 子 線 0.2 Gy + γ 線 0.2Gy， 6回))を認めたが， ガ ン 関 連 遺 伝 子 の 突 然 変 異 は 認 め ら れ な か っ た ( 中 性 子 線 計 1 .2 Gy)o ま た ， ヒ ト 肺 組 織 移 植 マ ウ ス ( 中 性 子 線 0.2Gyを 7 日ごとに 4回 照 射 ) で も ， 移 植 肺 組 織 中 の ガ ン 関連遺伝子の突然変異は認められなかった。 松 本 ら (3- 8) は，中性子線による DNA損 傷 の 特 徴 と そ の 修 復 の 分 子 機 構 を 明 ら か にする目的で， XRCC4欠損細胞，正常 XRCC4導入細胞， DNA-PKに よ る リ ン 酸 化 部 位 欠 損 XRCC4導 入 細 胞 に 原 子 炉 放 射 線 を 照 射 し ， コ ロ ニ ー 形 成 法 で そ の 生 存 率 を 調 べ て い る 。 XRCC4は DNA1igase N の 安 定 化 の た め に 必 要 な タ ン パ ク 質 で ， こ れ が 欠 損 し た 細 胞 で. は ， DNA二 重 鎖 切 断 (DSB)の 非 相 同 末 端 再 結 合 (NHEJ)による修復ができない。 XRCC4欠損 細 胞 MI0に コ ン ト ロ ー ル ベ ク タ ー ， 正 常 ヒ ト XRCC4 cDNA， リ ン 酸 化 部 位 変 異 体 XRCC4 cDNAを導入した細胞株に原子炉放射線を照射して，生存率， XRCC4の ク ロ マ チ ン へ の 結. 合状態，リン酸化状態を調べた結果，クロマチンへの XRCC4の 結 合 量 は ほ と ん ど 変 化 が なかったが，. リン酸化の痕跡が認められた口ただ，どの部位がリン酸化されているか. は現在のところ不明である. O. (2) 放 射 線 の 生 物 モ ニ タ ー 系 の 開 発 米 津 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的研究を行っているが，今回は放射線による形態形成 過程への影響を調べるため，形態異常を誘発するための線量について検討している o しかし，挿し穂に放射線を照射したのちの管理が一定条件下で行われていないため， 明確な結果は得られていない。 高井ら (3- 4) は ， 魚 類 の 種 々 の 臓 器 細 胞 を 用 い た モ ニ タ ー 系 の 開 発 を 試 み て い - 1 0 7-.
(16) 付録 l. る. O. 本年度はメダカの造血組織である腎臓細胞における小核形成頻度と，性差や体重. との関係を調べている. O. その結果. 度に有意な差を与えなかった. O. x線. 4Gy照 射 群 で は ， 性 差 ， 体 重 差 と も に 小 核 頻. また，対照群. x線 照 射 群 と も に ， 小 核 頻 度 は ポ ア ソ. ン分布から期待される分布とほぼ一致し，メダカの腎臓細胞を用いる小核試験系は， 変異原性の検出系として信頼できるものとしている. O. (3) 放 射 線 医 療 シ ス テ ム の 開 発. 金 田 ら (3- 9) は ， 悪 性 脳 腫 療 ， 悪 性 黒 色 腫 な ど の 臨 床 治 療 に 用 い ら れ て い る ホ ウ 素 中 性 子 捕 捉 療 法 (BNCT)に 有 効 な ホ ウ 素 化 合 物 と そ の 投 与 シ ス テ ム を 開 発 す る た め に ， 5種 類 の ホ ウ 素 化 合 物 を CT26，SCCV l l ， 9L細胞などに投与し，コロニー形成試験， MTSassay，γH2AX発 現 分 析 な ど を 行 っ て ， そ の 有 効 性 を 検 討 し て い る o その結果， コ. ロニー形成試験では有効な結果が得られなかったが， MTS assayで は ， 照 射 7 日後に BNCTの効果が MTS活性の結果の差として検出された。 γH2AXassayでは DNAの 二 重 鎖. 切断が検出された。これらの結果より，近大炉の中性子線は BNCT効 果 の 判 定 に 有 効 で あることが示唆された。. - 1 0 8-.
(17) Vo l .4 4( 2 0 0 7 ). ( 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 18年度は，ツユクサ科 T r a d e s 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 nt i apalu d o s aの花粉母細胞を生 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， 1 .2 ' " ' " ' 2 .4 Gy の原子 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。いずれの実験群においても，生存率(対照群の生存率を補正したもの)は 50%以下で あり，線量に依存した生存率曲線は得られなかった。これは，照射後の温度など栽培条件が 制御されていないことによるものと考えられ. 今後. 人工気象器を使用するなど実験条件を. 整備して，実験を繰り返す必要がある。. ( 2 ). 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。この技術的基盤をもとに 2 0 0 3 年度からは遺伝子の解読が完 了しているアラビドプシスの苗条原基を作出し、これから温度感受性突然変異体を選抜する 研究を開始した。現在までに、クレピスで得られた技術をもとにアラピドプシスへ適用でき る技術の開発を進めてきている。本年度は放射線の照射条件についての検討を行ったので、 その結果について報告する。. - 1 0 9-.
(18) 付録 l. ( 3 ). 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 基礎研究 代表者:吉田茂生(東海大学工学部). 〔要約〕 放射線影響は有害なものばかりでなく、低線量照射の場合は有益な効果もしくは刺激的な 効果をもたらす「放射線ホルミシス効果 J の存在が問われ、数多くの実証研究、発現メカニ ズムの解明に関する研究が行われている。特に、中性子線は高 L E T放射線であり、低 L E T放 射線の X線・. γ 線とは生物への影響も大きく異なってくる。今回使用した酵母菌は野生株の. S288C、高放射線感受性の rad18，rad50-1 の 3種類である。今年度の実験から 1.-...， 2Gy の線. 量域では野生株 S288C についは効果比 = 1を示し、非照射酵母菌と同等に変化のない状態を 示したが、放射線感受性の高い rad3 や rad18 についてはいずれも効果比 >1となる促進効 果が観察され、前回同様の再現性のある観察ができた。今後は観察サンフ。ル数を増加させる 等の対策から測定誤差を低減させ、有意な値を検出していくと共に、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。. ( 4 ). 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(大阪信愛女学院短期大学). 〔要約〕 メダカ小核試験系開発に当たり、小核頻度の性差や体重との相関を明らかにするために ヒメダカ当年魚の成熟個体を用い、無処理と 4Gyの X線を全身照射後 24時間の個体群の造 血組織である腎臓細胞における小核について検討を行った。個体数は各実験群 30 個体を用 い、各個体より採取した腎臓は血清中で破砕し、塗抹標本を作成した。標本は a c r i d i n e o r a n g e で染色し、蛍光顕微鏡下で細胞質が赤く染色された細胞について、細胞質中に現れる. 黄色の小球を小核として検出した。小核を有する細胞の数の総観察細胞数に対する相対比を 小核頻度とした。 無処理個体の鯨細胞における小核頻度は雄・雌共に 0 .4%。で雌雄聞に有意な差は示されなか った。 X 線 を 全 身 照 射 後 24 時間の個体の小核頻度は、雄が 2 . 5( 11 6 0 0 0 ) 、雌が 2.9%。 ( 11 4 0 0 0 ) で有意な性差は認められなかった。また、無処理群、 X 線処理群のいずれでも小. 核頻度の変動は、体重に依存せず、ポアソン分布から期待される分布とほぼ一致した。これ らの結果は、メダカの腎臓細胞を用いる小核試験系は変異原性の検出系として信頼できるも のであることを示す。. -1 1 0-.
(19) Vo l .4 4( 2 0 0 7 ). ( 5 ). 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酸化傷害とアポトーシスに 関する研究 代表者:根岸友慕(岡山大学大学院医歯薬学総合研究科). 〔要約〕 X線の生物影響について、これまで体細胞に誘起されるアポトーシスと突然変異に注目し. て研究を行ってきた。昨年度、 X線照射に対して尿酸欠損株が、野生株より感受性が高いこ とが確かめらた。 DNA の酸化傷害の指標とされている 8-hydroxydeoxyguanosine (8-0HdG)の 量は変化しなかったが、細胞傷害には尿酸により消去される活性酸素種の関与が示唆された。 X線による酸化傷害がどのような活性酸素種によって引き起こされているか検討するため、. ry 本年度は、他の尿酸欠損株 ( 6 ) ならびに、酸化傷害に感受性と考えられるスーパーオ 50 キサイドデスムターゼ. ( S O D ) 欠損株における X線感受性を調べた。その結果 S O D欠損株は. 野生株 (Oregon-R) に比べて感受性が高かったので、スーパーオキサイドアニオンが X線酸 化傷害に関わっている可能性が支持された。しかしながら、 r y506株は野生株と違いが見ら れなかったので、これについては再検討する必要がある。. ( 6 ). 放射線被曝による生体過酸化物質生成とその防除 代表者:河井一明(産業医科大学産業生態科学研究所). 〔要約〕. 食品が健康に及ぼす効果については多くの報告があり、最近では、その生理機能に着目し た研究が進んでいる. O. 本研究では、食品のもつ抗酸化作用に着目し、生体内酸化ストレス低. 減に基づく放射線障害防除の可能性について基礎的な検討を行った。生体内酸化ストレスマ ーカーとして、臓器 DNA 中の 8-0H-dG レベルを測定した。 DNA酸化損傷マーカー 8-0H-dG の マウス DNA 中のレベルは、穀物、. ドライフルーツを多く含む cereal 食により低減した。ま. た 、 X線 30Gy照射 2 4時間後のマウス骨髄では、 cereal 摂食群の 8-0H-dG レベルが普通食 群に比べて低くなった。食品による放射線影響低減の可能性を考え、今後、より低線量関で の効果について検討したい。. 噌Ei.
(20) 平成 1 8年度研究所だより. ( 7 ). 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 SCIDマウスを用い、核分裂放射能のヒト臓器・組織への急J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。 07n /c m2 近畿大学原子力研究所 UTR-KINKI (熱出力は 1Wであり、炉心分の熱中性子も最大 1. ・sec程度)を用い、照射 SCIDマウス体内での中性子線、ガンマ線被曝線量の測定を行い、 正確な線量を得た。ヒト甲状腺に加え、新たに肺組織を移植した SCIDマウスに中性子線 1 回 0.2 Gyの照射を 7日毎に 4回繰り返した。ヒト甲状腺、肺組織ともに、 p53 ，Kr a s ， ckit ， s一catenin、RET 、 bak 、BRAf 遺伝子の変異を検索したが有意の変化は得られていなし、 o Gene Chipを用いた遺伝子発現異常の解析 ( 8， 500遺伝子)をヒト甲状腺と同じくヒト肺組. 織においても照射 1週間後に行ったところ、肺では 11 .5 個の遺伝子で 4 倍以上の変化がみ られた。移植後の経時的な変化(非照射)は共通性があるが、照射群ではランダムであっ た 。. ( 8 ). 中性子線による DNA損傷とその修復の分子機構 代表者:松本義久(東京工業大学原子炉工学研究所) (旧所属:東京大学大学院医学系研究科). 〔要約〕 本研究の目的は、 XRCC4欠損細胞、正常 XRCC4導入細胞および DNA-PKによるリン酸化部位 欠損 XRCC4導入細胞を用いて、中性子線の DNA損傷の特徴とその DNA修復機構を明らかにす ることである。 1 8年度は、昨年度の結果を踏まえて、近大炉での照射とともに、対照として 等線量率 ( 0 .43Gy/hr)での γ線照射を行い、コロニー形成法による生存率を求め、比較した. D. また、照射後の XRCC4 タンパク質のクロマチン結合状態、リン酸化状態などを調べた。近大 炉で、の照射後の生存率については、感受性の高い方から M10-CMV、M10-S2， 3A、M10-XRCC4、 M10-S1Aの順で、あった。 M10-S2， 3Aが M10-XRCC4 より高い感受性を示していることは、 XRCC4. の部位 2あるいは 3におけるリン酸化が近大炉照射中に生じた DNA損傷の修復に重要な役割 を持つことを示唆している。 137CS線源を用いて等線量率で、の照射を行った場合も傾向は一致 しているが、 M10-CMV 以外では生存率がほとんど低下せず. M10-S2.3A と MIO-XRCC4 との差. も極めて小さい。近大炉は中性子線と γ線の混合照射場であるが、後者の RBE が 1である (従って、 137CS線源由来の γ 線と同等の生物効果をもたらす)とすれば、近大炉における照射 での細胞生存率低下は、ほとんど中性子線の効果と考えられる。また、クロマチンに結合し た XRCC4の量はほとんど変化が認められず、仮に XRCC4が一旦はクロマチンに結合しでも、 不離するために増加が認められなかった可能性が考えられた。しかしながら、クロマチン結 合状態にある XRCC4 にはリン酸化の痕跡(電気泳動上での移動度変化)が認められ、ここでの リン酸化の重要性が示唆された。どの部位がリン酸化されているかなどが今後の課題である。. ワ 山.
(21) Vo l .4 4( 2 0 0 7 ). ( 9 ). 近畿大学原子力研究所年報. 中性子捕捉療法のためのホウ素化合物ドラッグ、デリパリーシステム の開発 代表者:金田安史(大阪大学大学院医学系研究科). 〔要約〕 ホウ素中性子捕捉療法 ( B o r o nNe u t r o nCap 印r eT h e r a p y:BNCT) は日本を中心に悪性脳腫 湯、などに対して臨床研究が行われている。遺伝子導入用に大阪大学遺伝子治療学教室で独 自に研究開発された粒子をもちいたホウ素ドラッグデリバリーシステムの検討を行った。 〔対象と方法〕 ホウ素化合物は、 Sodiumb o r o c a p t a t e ( B S H )， b o r o n o p h y e n y l a l a n i n e， ホウ素化合物を封入した DDS製剤 HVJ/Eおよび H V J l i p o s o m e。照射後の細胞を大阪大学に持ち帰り、コロニー形成 試験、 MTSa s s a y， γH2AX発現分析を行った。 〔結果と考察〕 一貫してコロニー形成試験は生育不良で、計数不可能であった。細胞の移動にともなう環 境変化と考えられる。 MTSa s s a yでは照射後 7日程度で BNCTの効果が MTS活性の結果の差 として検出できた。 γH2AX a s s a yでは、ホウ素化合物の用量依存性に照射後の変化を認め ることができた。パックグラウンドが上がっているが、これは照射場がガンマ線を多く含む ためとおもわれた。. -1 1 3-.
(22) 付録 1. - 1 1 4-.
(23)
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