2018 Fiscal Year Research-status Report
Dose assessment of external radiation exposure in Fukushima children using decidous teeth.
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18K09906
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
篠田 壽 東北大学, 歯学研究科, 名誉教授 (80014025)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木野 康志 東北大学, 理学研究科, 准教授 (00272005)
千葉 美麗 東北大学, 歯学研究科, 講師 (10236820)
清水 良央 東北大学, 歯学研究科, 助教 (30302152)
高橋 温 東北大学, 大学病院, 助教 (50333828)
鈴木 敏彦 東北大学, 歯学研究科, 准教授 (70261518)
岡 壽崇 東北大学, 高度教養教育・学生支援機構, 助教 (70339745)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 福島第一原発事故 / 乳歯 / 外部被ばく量 / ESR法 / 炭酸ラジカル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【乳歯の収集とアーカイブ化】平成11年3月に発生した福島第一原発事故により避難区域となった福島県被災地域から避難した小児より、乳歯の提供を受け、それらの乳歯について、発災時居住地、発災時居住地の空間線量率、発災時年齢等を調査し、ESR法により、歯の吸収線量（外部被ばく量）を測定するための基礎資料を作成した。また、これら被災地からの乳歯の他に、福島第一原発より100km以上離れた県に在住する小児からも乳歯を収集し、福島県乳歯の対照歯としてアーカイブ化した。
【ESR用エナメル質サンプルの調製法の確立】乳歯を用いて外部被ばく量を推定するためには、放射線被ばくに比例して、歯エナメル質中に発生する炭酸ラジカル量をESR法により測定するが、従来、このエナメル質を象牙質から分離するための効率的な方法はなく、手作業による機械的にエナメル質を切り出す方法を採ってきた。しかし、この削り出し法は、本研究のように多数のエナメル質サンプルの測定を行おうとする研究には使うことはできないという問題があった。本研究ではこの問題を解決するために、メタタングステン酸ナトリウム、あるいはブロモホルム溶液を用いた重液分離法を新たに開発した。これにより、集めた乳歯からESR測定用のエナメル質サンプルを効率的に分離することが可能となった。
【ESR法の感度の改善】ESR法により、歯の中の炭酸ラジカル量を測定し、外部被ばく量を推定しようとする、従来の方法は、100-200mG以上の高線量被ばくの推定にば可能とされてきたが、今回の原発事故で予測されるような低線量被ばくの測定には不向きとされてきた。今回我々は、サルの歯を用い、改良ソフトの使用、上質なエナメル質サンプルの調製法を開発するなどして、その感度を50mGy以下の低線量被ばくにまで改良することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
【乳歯の収集とアーカイブ化】福島原発事故避難区域から避難した小児からの乳歯の収集は、現在まで500本を超えており、また、避難区域以外の福島県在住小児から提供を受けた乳歯数は5000本を超えている。さらに、福島県以外の対照県からも600本を超える乳歯の提供を受けており、歯の収集は概ね順調である。しかし、測定結果により、さらに収集が必要である可能性があり、これについては引き続き福島県歯科医師会と協力しながら、より多くの乳歯の収集が行えるよう事業を継続する。
【ESR用エナメル質サンプルの調製法とESR法感度の改善】研究の概要の項に述べた様に、ESR法の実施に関して、効率よく、上質のエナメル質サンプルの調製が可能となった。また、ESR法の感度の上昇も得られている。これらの方法は、サルの歯をもちいて確立したものであるが、原理的に見て、人の歯へも直ちに応用可能と考えられる。しかし、動物種による歯質の違いがある可能性もあり、ヒト乳歯についてはさらに十分な検証を行うことが必要である。実際にはヒト乳歯を用いて、照射放射線量とラジカル発生の関係について、低線量領域（100mGy以下）において検量線を描記し、測定限界値や、測定精度についてのデータを得ることが必要である。
【ヒト乳歯エナメル質中の炭酸ラジカルの測定からの外部被ばく量の推定】上記ESR法についての方法論が確立したと判断できた時点に於いて、これまでに収集・アーカイブ化したヒト乳歯について、ラジカル測定に着手する。ESR測定のためには、歯を粉砕することになるが、それにより、内部被ばく量の推定に必要な、歯に含まれる放射性物質のイメージングプレート（IP）による測定が困難になるため、破砕する前の歯について、あらかじめIPによる測定を行っている。このIPによる歯質放射線量の測定については、ESR用に収集した歯すべてについて測定を終了している。
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| Strategy for Future Research Activity |
ヒト乳歯について放射線照射量とエナメル質中ラジカル発生量についての信頼性のある検量線が描記できた時点から、本研究の最終目的である、ヒト乳歯を用いた外部被ばく量についての疫学的検証に入る。一本の乳歯について信頼性のあるラジカル量（外部被ばく量）を測定するためには、通常１サンプルについて50回を超える繰り返し測定が必要であり、実際には、１サンプルからの測定値を得るためには１日を要している。現在、複数のESR装置を用いて、測定を同時進行させ、測定の効率化を目指している。これにより、目的とする地域と、対照地域における測定結果を効率よく解析できるシステムを構築し、福島県在住小児の外部被ばく量について、実際の測定値に基づく科学的な疫学情報を提供することを目指している。
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| Causes of Carryover |
当初、多数のESRサンプルを測定するために、既存のESR測定装置に、オートサンプラーを設置する予定であったが、予定金額では目的としていたオートサンプラーの購入が不可能となり、本科研費での購入を断念せざるを得ない事態となった。オートサンプラー購入に予定していた金額は、来年度、ESR装置の冷却装置購入に充てる予定である。
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| Remarks |
Young Scientist Poster Prize, EPRBioDose2018, “Improvement of the electron spin resonance spectroscopy detection limit for tooth dosimetry”, 2018/6/14
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[Presentation] Role of animal teeth for estimation of environmental pollution of Sr-90 and Cs-137 just after the Fukushima Daiichi Power Plant Accident2018
Author(s)
Kazuma Koarai, Yasushi Kino, Junpei Nishiyama, Hiraku Kaneko, Atsushi Takahashi, Toshihiko Suzuki, Shimizu Yoshinaka, Mirei Chiba, Ken Osaka, Keiichi Sasaki, Yusuke Urushihara, Tomokazu Fukuda, Emiko Isogai, Hideaki Yamashiro, Toshitaka Oka, Tsutomu Sekine, Manabu Fukumoto, Hisashi Shinoda,
Organizer
The 18th Radiochemical Conference (RadChem2018) （国際学会）
Int'l Joint Research
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[Presentation] Improvement of the electron spin resonance spectroscopy detection limit for tooth dosimetry2018
Author(s)
Toshitaka Oka, Atsushi Takahashi, Kazuma Koarai, Yasushi Kino, Tsutomu Sekine, Yoshinaka Shimizu, Mirei Chiba, Toshihiko Suzuki, Jun Aida, Ken Osaka, Keiichi Sasaki, Hisashi Shinoda,
Organizer
EPR BioDose 2018 (国際学会）
Int'l Joint Research
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[Presentation] Strontium-90 separation method for soil from the Fukushima environment2018
Author(s)
Kazuma Koarai, Yasushi Kino, Atsushi Takahashi, Toshihiko Suzuki, Yoshinaka Shimizu, Mirei Chiba, Ken Osaka, Yusuke Urushihara, Toshitaka Oka, Tsutomu Sekine, Manabu Fukumoto and Hisashi Shinoda,
Organizer
Tohoku University's Chemistry Summer School 2018, 2018/8/27-28, Sendai, Japan
Int'l Joint Research
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[Book] “Incorporation and Accumulation of Strontium-90 in the Hard Tissue of Animals and Their Relationship with Strontium-90 Pollution in the Environment” in “Low-Dose-Rate Radiation Effects on Animals and Ecosystem-Long-Term Study on the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident” Ed. By M. Fukumoto2019
Author(s)
K. Koarai, Y. Kino, T. Oka, A. Takahashi, T. Suzuki, Y. Shimizu, M. Chiba, K. Osaka, K. Sasaki, T. Fukuda, E. Isogai, H. Yamashiro, T. Sekine, M. Fukumoto, H. Shinoda.
Total Pages
250
Publisher
Springer
ISBN
978-981-13-8217-8
