歯を用いた内部被曝量・被曝歴の解析

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26463155
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 篠田 壽 東北大学, 歯学研究科(研究院), 名誉教授 (80014025)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木野 康志 東北大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00272005) ; 千葉 美麗 東北大学, 歯学研究科(研究院), 講師 (10236820) ; 清水 良央 東北大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (30302152) ; 高橋 温 東北大学, 大学病院, 助教 (50333828) ; 小坂 健 東北大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (60300935) ; 鈴木 敏彦 東北大学, 歯学研究科(研究院), 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)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 福島第一原発事故 / 歯 / Sr-90 / 内部被曝量 / ウシ

Outline of Annual Research Achievements

福島第一原発事故旧警戒区域内で捕獲した被災牛、および岩手県内でと畜されたコントロール牛の下顎臼歯、計72本について、歯質中に含まれる放射性ストロンチウム（Sr-90）量を測定した。その結果、すべての歯にはSr-90が検出され、その濃度は8－831ｍBq/gCaの範囲内にあった。また、歯質中のSr-90濃度や比放射能値は、環境の空間線量率や土壌中のSr-90濃度に比例していた。同一個体内の歯についてみると、原発事故後に形成された歯には高いSr-90濃度や比放射能値が認められたのに対して、原発事故以前に形成された歯では、低い値を示した。これらの事実は、環境中のSr-90は（飲食物等を介して体内に入り）歯の形成期に歯質中にとり込まれ、そのまま歯質中に保持されることを示している。歯が形成される時期は既知であるので、歯質中のSr-90濃度は歯が形成される時期における個体の内部被曝量を示す重要な指標となり得ることが示された。一方、歯質中の放射性セシウム（Cs-137, Cs-134）についてみると、原発事故後に形成された歯と、事故以前に形成された歯との間に大きな濃度の差はなく、Sr-90のように主に歯の形成期に歯質中に取り込まれるという機序とは異なる可能性があると考えられた。
ヒト乳歯については、福島県歯科医師会との協力のもと、福島県内を中心に全国より4000本を超える歯を収集し、それらをバンク化している。それら乳歯の解析は、イメージングプレートやオートラジオグラフィーにより次年度より開始する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

被災動物（牛）の歯のSr-90濃度については測定を終了しているが、Cs-137, Cs-134の歯質内への移行や濃度分布については不明な点があり、現在解析中であるため。

Strategy for Future Research Activity

歯質中のSr-90濃度の測定から、具体的な数値として、歯の形成期間中に体内に存在したSr-90の総量を算出し、内部被曝量を推測する。具体的には福島原発事故旧警戒区域内で捕獲した被曝ニホンザル、および野生アカネズミを用いて以下の手順により内部被曝量の推計モデルを構築する。①歯の比放射能値（Sr-90/Sr）の測定する、②体重から骨組織総重量の推測を行う。③骨組織中のSr安定同位体量の測定から骨中総Sr量を算出する、④歯から得られた非放射能値を骨組織にあてはめ、体内総Sr-90量（Srの99%は骨組織中に存在する）を推定する、⑤組織荷重係数と等価線量との積を求め、Sr-90による内部被曝の実効線量を推計する。上記の推測手順の妥当性について上記被災動物を用いて検証し、最終的には、ヒト乳歯を用いての内部被曝量の推測に結びつける。
また、収集したヒト乳歯について歯質中の放射性物質濃度をイメージングプレートを用いてスクリ－ニングし、高い値を示した歯については放射性ストロンチウムやセシウムの測定を行う。

Causes of Carryover

協同研究者として参加している別の科学研究費補助金や環境省からの委託研究費により本研究の実施にも必要な物品の購入費やその他の諸経費を使用することが可能であったため、研究計画を変えることなく、計画的に次年度に100万円弱の当該補助金を繰り越すことが可能となった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度においては、被災動物の歯や骨、さらにヒト乳歯中の放射性物質の局在と分布を明らかにすることを実験計画の一部として予定しているが、そのための研究手段としてミクロのオートラジオグラフィーをもちることを計画している。このオートラジオグラフィーの実施にはオートラジオグラフィー用の感光乳剤が必要となるが、そのための経費として、50万円以上が必要であり、またオートラジオグラフィー実施中に環境放射線を遮蔽することが重要となるので、このために低バックグラウンドの鉛ブロックや鉄板が必要となる（30から40万円）。繰り越し経費は主にこれらのために使用することを予定している。

Research Products

• [Journal Article] (90)Strontium in teeth of cattle abandoned in evacuation zone: Record of pollution from the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant accident. (2016)
  • Author(s): Koarai K, Kino Y, Takahashi A, Shimizu Y, Chiba M, Osak K, Sasaki K, Fukuda T, Isogai E, Yamashiro H, Oka T, Sekine T, Fukumoto M, Shinoda H.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 6 Pages: 24077
  • DOI: 10:1038/srep24077
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Software development for estimating the concentration of radioactive cesium in the skeletal muscles of cattle from blood samples. (2015)
  • Author(s): Fukuda T, Hiji M, Kino Y, Abe Y, Yamashiro H, Kobayashi J, Shimizu Y, Takahashi A, Suzuki T, Chiba M, Inoue K, Kuwahara Y, Morimoto M, Katayama M, Donai K, Shinoda H, Sekine T, Fukumoto M, Isogai E.
  • Journal Title: Ａｎｉｍａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌ Volume: 86 Pages: 12490
  • DOI: 10.1111/asj.12490
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 電子スピン共鳴法を利用したヒト乳歯の炭酸ラジカル測定による被ばく量の推定 (2016)
  • Author(s): 岡 壽崇，高橋 温，小荒井一真，木野康志，関根 勉，清水良央，千葉美麗，鈴木敏彦，小坂 健，佐々木啓一，篠田 壽
  • Organizer: 第17回「環境放射能」研究会
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2016-03-08 – 2016-03-09
• [Presentation] 歯中放射能測定による体内Sr-90とCs-137推定 (2015)
  • Author(s): 小荒井一真、木野康志、西山純平、高橋温、鈴木敏彦 、清水良央、千葉美麗、小坂健 、佐々木啓一 、福田智一、磯貝恵美子、岡壽崇 、関根勉 、福本学、篠田壽
  • Organizer: 日本影響学会ワークショップ
  • Place of Presentation: 富山大学 富山
  • Year and Date: 2015-10-16 – 2015-10-17
• [Presentation] Electron spin resonance dosimetry using milk teeth of Japanese children (2015)
  • Author(s): Toshitaka Oka, Atsushi Takahashi, Kazuma Koarai, Yasushi Kino, Tsutomu Sekine, Yoshinaka Shimizu, Mirei Chiba, Toshihiki Suzuki, Ken Osaka, Hisashi Shinoda
  • Organizer: EPR BioDose 2015
  • Place of Presentation: New Hampshire，U.S.A
  • Year and Date: 2015-10-04 – 2015-10-08
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ウシの歯のSr-90とCs-137濃度を指標とした環境中の時間変化の解析 (2015)
  • Author(s): 小荒井一真、木野康志、西山純平、高橋温、鈴木敏彦 、清水良央、千葉美麗、小坂健 、佐々木啓一 、福田智一、磯貝恵美子、岡壽崇 、関根勉 、福本学、篠田壽.
  • Organizer: 2015日本放射化学会年会・第59回放射化学討論会
  • Place of Presentation: 東北大学 仙台
  • Year and Date: 2015-09-25 – 2015-09-27
• [Presentation] 南相馬市で採取されたサルの軟骨に含まれる放射性 Cs の測定 (2015)
  • Author(s): 西山純平，小荒井一真，木野康志，清水良央，高橋 温，鈴木敏彦，千葉美麗，小坂 健，佐々木啓一，福田智一，磯貝恵美子，岡 壽崇，関根 勉，福本 学，篠田 壽.
  • Organizer: 日本放射化学会年会・第59回放射化学討論会
  • Place of Presentation: 東北大学 仙台
  • Year and Date: 2015-09-25 – 2015-09-27
• [Presentation] ヒト乳歯のCO2ラジカル測定による被ばく量推定 (2015)
  • Author(s): 岡 壽崇，高橋 温，小荒井一真，木野康志，関根 勉，清水良央，千葉美麗，鈴木敏彦，小坂 健，佐々木啓一，篠田 壽
  • Organizer: 日本放射化学会年会・第59回放射化学討論会
  • Place of Presentation: 東北大学 仙台
  • Year and Date: 2015-09-25 – 2015-09-27
• [Presentation] 歯を用いた個体被ばく線量評価 -電子スピン共鳴法を用いた検討- (2015)
  • Author(s): 高橋 温、岡 壽崇、木野 康志、清水 良央、鈴木 敏彦、千葉 美麗、小坂 健、篠田 壽、佐々木 啓一
  • Organizer: 第31回「歯科医学を中心とした総合的な研究を推進する集い」
  • Place of Presentation: 歯科医師会館 東京
  • Year and Date: 2015-09-19 – 2015-09-19
  • Invited
• [Presentation] Assessment of 90Sr in cattle teeth in the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant accident evacuation zone (2015)
  • Author(s): Atsushi TakahashiI, Toshihiko Suzuki, Yoshinaka Shimizu, Mirei ChibaA, Kazuma Koarai, Yasushi Kino, Tsutomu Sekine, Manabu Fukumoto,Ken Osaka, Hisashi Shinoda, Keiichi Sasaki
  • Organizer: Sichuan-Tohoku Dental Symposium
  • Place of Presentation: Sichuan University West China School of Stomatology, Sichuan, China
  • Year and Date: 2015-07-10 – 2015-07-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 福島第一原発事故後の被災ウシ歯質中へのSr-90とCs-137の取り込み (2015)
  • Author(s): 小荒井一真、木野康志、高橋温、鈴木敏彦 、清水良央、千葉美麗、小坂健 、佐々木啓一 、福田智一、磯貝恵美子、岡壽崇 、関根勉 、福本学、篠田壽.
  • Organizer: 第52回アイソトープ・放射線研究発表会
  • Place of Presentation: 東京大学 東京
  • Year and Date: 2015-07-08 – 2015-07-10
• [Presentation] Incorporation of 90Sr into the teeth of abandoned cattle in the evacuation zone after the FDNPP accident. (2015)
  • Author(s): Kazuma Koarai, Yasushi Kino, Atsushi Takahashi, Toshihiko Suzuki, Yoshinaka Shimizu, Mirei Chiba, Ken Osaka, Keiichi Sasaki, Tomokazu Fukuda, Emiko Isogai, Toshitaka Oka, Tsutomu Sekine, Manabu Fukumoto, Hisashi Shinoda
  • Organizer: Internal Symposium Future on Radiological Issues for Fukushima’s Revitalized Future
  • Place of Presentation: Paruse Iizaka, Fukushima
  • Year and Date: 2015-05-30 – 2015-05-30
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Determination of Sr-90 specific activity in the teeth of cattle in the evacuation zone of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident (2015)
  • Author(s): Kazuma Koarai, Yasushi Kino, Atsushi Takahashi, Toshihiko Suzuki, Yoshinaka Shimizu, Mirei Chiba, Ken Osaka, Keiichi Sasaki, Tomokazu Fukuda, Emiko Isogai, Toshitaka Oka, Tsutomu Sekine, Manabu Fukumoto, Hisashi Shinoda
  • Organizer: 15th International Congress of Radiation Research
  • Place of Presentation: Kyoto International Conference Center, kyoto
  • Year and Date: 2015-05-25 – 2015-05-29
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Electron spin resonance study for dose assessment of milk teeth. (2015)
  • Author(s): Toshitaka Oka, Atsushi Takahashi, Kazuma Koarai,Yasushi Kino, Tsutomo Sekine, Yoshinaka Shimizu, Mirei Chiba, Toshihiko Suzuki, Ken Osaka, Hisashi Shinoda
  • Organizer: 15th International Congress of Radiation Research
  • Place of Presentation: Kyoto International Conference Center, kyoto
  • Year and Date: 2015-05-25 – 2015-05-29
  • Int'l Joint Research