生物照射用標準中速中性子スペクトル場の開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05508003
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 内海 博司 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (20025646)
• 研究分担者: 佐々木 正夫 京都大学, 放射線生物研究センター, 教授 (20013857) ; 星 正治 広島大学, 原爆放射能医学研究所, 教授 (50099090) ; 小林 捷平 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (80027466) ; 藤田 薫顕 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (60027422) ; 宇津呂 雄彦 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (50027421)
• キーワード: 低エネルギー領域の中性子 / 中性子フイルター / 対型イオンチェンバー / 24keV中性子 / 染色体異常 / 毛細血管拡張性運動失調症

研究概要

低エネルギー領域の中性子の生物効果に関しては、従来より実験データがなく、中性子の人体影響の評価や、癌治療など中性子の医学利用の実際面で大きな未知要因となっている。本研究の目的は、京都大学原子炉のB-1実験孔を利用して、各種の中性子フィルターを組み合わすことによって純度の高い中速中性子を取り出し、生物照射が可能な標準中速中性子スペクトル場を作製しようとするものである。
本年度は、鉄フィルターを基本とした24keV中性子の生物照射に重点をおき進められた。生物照射はイオウフイルター(20cm)とホウ素粉末フイルターを追加したFe(45)Al(35)S(20)照射体系で、最終フイルターより46cm後方、コリメータ出口より25cm前方の位置で行なわれた。その位置での対電離箱(による中性子組織吸収線量は5.5rad/h、γ線組織線量は2.3rad/hである。陽子反跳計数管による測定から、24keV中性子束は5.0x105n/cm2/s(その組織吸収線量は0.40rad/h)であった。
このように中性子線量は低いが、Fe(45)Al(35)S(20)照射体系での中性子のカ-マ寄与率は、50keV以下のエネルギーに対して約22%、100keV以下のエネルギーの中性子に対して約75%と推定された。このようにB-1実験孔は、従来より実験データのない100keV以下のエネルギーの中性子の生物効果を調べるためには満足できる照射場であると考えられる。
佐々木正夫らのヒトの抹消血のリンパ球を用いた染色体異常の解析から、このフイルター中性子が核分裂中性子と等しい大きさのRBE(10radで約10以上のRBE)を持つことが示された。また、放射線高感受性のヒト遺伝病毛細血管拡張性運動失調症(AT)の細胞を用いた内海らの予備的データも、生存率30%でのRBEが約5〜10であることが示された。このように24keV中性子の生物効果が非常に大きいことが示された意義は大きい。
本試験研究を通して、B-1実験孔が準24keV中速中性子照射場として完成したことから、今後の本格的な生物効果の研究が待たれるところである。京都大学原子炉実験所は全国共同利用研究施設であるところから、本照射場は、中性子線の生物作用に関する基礎実験から人体影響評価までの広い分野の共同研究を促進するものと期待される。

研究成果

• [文献書誌] Utsumi,H.,Elkind,M.M.,: "Inhibitors of poly(ADP・ribose)synthesis inhibit the two types of repair of potentially lethal damage." Int J.Radiation Oncology Biol.Phys.29. 577-578 (1994)
• [文献書誌] Utsuro,M.,et al.: "Ultracold neutron production with an upgraded super mirror turbine." Ann.Rep.Res.Reactor inst.Kyoto Unive.27. 1-6 (1994)
• [文献書誌] Kobayshi,K.,Yamamoto,S.,Fujita,Y.,et al.: "Precise measurement of neutron toral cross section of Pb・208 and P.b・nat" Proc.Int'l Conf.on Nucll.Data for Science and Technol.1. 239-241 (1994)
• [文献書誌] Kobayshi,K.,et al.: "Measurement of thermal neutron cross section and resonance integral for ^<237>Np(n,γ)^<238>Np Reaction." J.Null.Science Technol.31. 1239-1247 (1994)
• [文献書誌] Hoshi,M.: "Fallout radioactivityu in soil and food samples inthe Ukraine:Measurements of iodine,plutonium,cesium,and strontium iotopes." Health Phys.67. 272-275 (1994)
• [文献書誌] Sasaki,M.S.,et al.: "Dissociation between radioresistant DNA replication and chromosomal radiosensitivity in ataxia telangiectasia cells." Mutation Res.,. 307. 107-113 (1994)
• [文献書誌] 佐藤孝司、宇津呂雅彦、内海博司: "KURにおけるフイルタ中性子場の開発-生物照射実験を目指して" 京都大学原子炉実験所 テクニカルレポート, 53 (1995)