トリチウム汚染水の海洋放出処分に向けた社会的合意形成の為のトリチウム生物影響研究

• Project/Area Number: 16H04629
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Nuclear engineering
• Research Institution: Ibaraki University
• Principal Investigator: 鳥養 祐二 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (80313592)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田内 広 茨城大学, 理工学研究科(理学野), 教授 (70216597) ; 趙 慶利 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 助教 (90313593) ; 庄司 美樹 富山大学, 研究推進機構 研究推進総合支援センター, 准教授 (30361950)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000); Fiscal Year 2019: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2017: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2016: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: トリチウム汚染水 / 処理・処分 / ヒト細胞 / DNA損傷 / 海洋放出 / 生物影響 / DNAへの蓄積 / 細胞生存率 / 生体濃縮 / 福島第一原子力発電所事故 / トリチウムの人体への影響 / 放射線 / トリチウム

Outline of Annual Research Achievements

本科研費の研究代表者は、平成28年4月1日付で富山大学から茨城大学に転勤した。そのため、本科研費で使用を予定していた富山大学の研究設備を常時使用できなくなったために、申請時とは研究手法を大きく変更せざるを得ない状況となった。従って、現在の進捗状況は、申請時の計画より半年から1年遅れが出ている。
平成29年度は、実際にトリチウム環境下でヒト細胞の培養を行い、トリチウム濃度と細胞の生存率について検討した。細胞の培養では、トリチウム汚染水を模擬したトリチウム水と、DNAに確実に取り込まれ、ヒト細胞の生存に影響があることが報告されているトリチウムチミジンを用いた。また、ヒト細胞としてヒト単球系細胞株であるU-937と、ヒト細胞の中でも放射線感受性の高い白血球細胞であるMolt-4を使用した。
はじめに、各種濃度のトリチウムチミジン環境下で培養したヒト細胞のアポトーシスと、その原因と考えられるDNAの断片化を検討した。その結果、トリチウムチミジンの濃度に依存してアポトーシスが観測された。一方、アポトーシスが起きる濃度の前後で培養した細胞のDNAの断片化を測定した結果、DNAの断片化が観測されないという結果が得られた。これについては、今後も検討する予定である。
次に、トリチウム濃度と細胞の生存率を検討した。その結果、放射線感受性の高いMolt-4では、トリチウム水濃度が439kBq/ml付近以上で培養したときに、生存率に影響が観測された。
福島第一原子力発電所で発生しているトリチウム汚染水の濃度は、最大でも4kBq/ml、現在新たに発生している汚染水の濃度は0.3kBq/ml程度であり、放射線感受性が高いと言われるMolt-4細胞の影響が出る濃度の100～1000分の1の濃度である。従って、細胞レベルでは、汚染水程度のトリチウム濃度では影響は非常に小さいことが予測される。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究代表者は、平成28年4月1日付で富山大学から茨城大学に転勤したために、研究に遅れが出ている。研究計画を一部変更し現在の職場環境で研究可能な体制を取ると共に、富山大学の研究分担者との連携を行うことにより遅れを取り戻しつつある。

Strategy for Future Research Activity

平成29年度の研究において、培養質中のトリチウム濃度と細胞の生存率について検討した結果、ヒト細胞の生存率に影響を与えるトリチウム濃度が明らかとなった。この研究のひとつの目標として、生存率に影響を与えるトリチウム濃度の前後で、DNAを初めとする細胞を構成する器官にどれだけのトリチウムが取り込まれたか実測することを計画している。しかしながら、本研究を行う富山大学研究推進機構研究推進総合支援センターの管理区域の施設改修が急遽決まり、平成30年度はトリチウムを用いた実験が出来なくなった。トリチウムを用いた実験が可能な施設は全国的に見ても非常に少ないため、代わりに研究できる施設が見つからず、平成30年度はトリチウムを用いた実験は行わない事とした。そのため、トリチウムを用いたヒト細胞の培養試験の代わりに、細胞内に取り込まれたトリチウムの影響をMicro PHITS法を用いた計算により求めることができるか検討する予定である。Micro PHITS法を用いれば、トリチウムのβ線が細胞内にどの様な損傷を与えるか、損傷がどれぐらい蓄積すれば細胞の生存率に影響を与えるのか計算できる可能性があり、計算的手法を用いた研究を中心に、平成30年度は行っていく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Tritium Biology in Japan: A search for a new approach (2018)
  • Author(s): Tauchi, H., Toyoshima-Sasatani, M., Nagashima, H., Shimura, T., Umata, T., Tachibana, A.
  • Journal Title: Fusion Engineering and Design Volume: 128 Pages: 28-32
  • Peer Reviewed / Open Access