生体界面で起こる放射線誘起化学反応の解明

• Project/Area Number: 23K26590
• Project/Area Number (Other): 23H01897 (2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 日下 良二 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (30733125)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 熊谷 友多 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (70455294) ; 小川 達彦 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (20632847) ; 平田 悠歩 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 博士研究員 (30881057)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥19,630,000 (Direct Cost: ¥15,100,000、Indirect Cost: ¥4,530,000); Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2023: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
• Keywords: 界面 / 放射線 / 和周波分光 / 振動分光 / 非線形分光 / 振動和周波発生分光法 / 生体界面

Outline of Research at the Start

近年の界面研究に関する成果を踏まえると、放射線作用により生成した反応性の高い電子やラジカル種が引き起こす化学反応（放射線誘起化学反応）が生体界面で起こり易く、生体界面で起こる放射線誘起化学反応が人体に対する放射線被曝の影響を決定づけるような要因の１つになっている可能性がある。本研究では、界面を観測する強力な実験手法として知られているレーザー分光法、振動和周波発生分光法を駆使することによって、生体界面で起こる放射線誘起化学反応を観測し、その反応メカニズムの解明をする。そして、これらの界面の実験データを基にすることによって人体に対する放射線被曝影響の理論予測評価の正確化などを模索する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、X線照射によって誘起される界面で起こる化学反応メカニズムを解明する研究を行う。このために本研究ではX線照射中の試料に対して振動和周波発生分光測定を可能とする装置の開発を研究開始の１－２年度目に行い、その装置を用いた測定データ取得により研究を進める。初年度である本年度は、この装置開発を進めて行くために不可欠なオプティカルパラメトリック増幅器（OPA）を既設のフェムト秒レーザーにインストールすることによって、フェムト秒の赤外光パルスが発振できるようにした。この赤外光は界面の振動スペクトルを測定するのに必要である。また、予備実験としてX線照射後の試料の振動和周波発生分光測定を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

予定通りオプティカルパラメトリック増幅器（OPA）をインストールし本研究に不可欠な装置開発に一歩近づいたため。

Strategy for Future Research Activity

初年度は振動和周波発生分光測定に必要な光源を用意できた。次年度はこれらのレーザー光源をX線照射装置内に導き、その中で振動和周波発生分光測定が可能な光学系を組み上げることによって、X線照射中に振動和周波発生分光測定できる装置の完成を目指す。