理論が予想した新現象確認―X線による生体影響の機構解明に貢献：東北大学/京都大学/産業技術総合研究所ほか
(2017年1月30日発表)
東北大学、（独）産業技術総合研究所などの研究グループは1月30日、2種類の原子で構成される集団に高エネルギーX線を照射すると極めて低エネルギーの電子が放出される新現象を確認したと共同で発表した。理論的に予測されていた現象を初めて実験的に確認した。低エネルギー電子は生体分子を損傷しやすいため、生体への影響を制御しながら効果的に放射線治療を進めるのに重要とみている。
東北大、京都大と産総研、理化学研究所がドイツのハイデルベルグ大学とも共同して新現象を観測することに成功した。
原子は通常なら高エネルギーＸ線を照射すると電子を2つ出して安定な2価の原子イオンになるが、原子集団の中にいると隣の原子から電子を一つ奪って自らは1価の原子イオンになる。同時に、さらにその反動で他の原子から電子を一つ飛び出させるが、この玉突きによって結果的に高エネルギーX線を照射されたにもかかわらず、低エネルギーの電子を放出すると理論的に予想されていた。
そこで研究グループは今回、ネオン原子とクリプトン原子で構成される原子集団に大型放射光施設SPring₋8から得られる高エネルギーX線を照射する実験を試みた。
その結果、初めにX線で2価イオンになったクリプトン原子と隣のネオン原子、さらにその隣の第2のクリプトン原子の間で電子をやり取りする玉突きが起きた。最終的に第2のクリプトン原子から放出された電子のエネルギーは非常に低くなり、理論的に予測されていたメカニズムが働いていることが実証できた。
研究グループによると「異なる原子が含まれる集団中の原子がX線を吸収すると、ほぼ100％の確率で低エネルギー電子が飛び出してくる」としている。低エネルギーの電子は生体中のDNAの鎖を切断し細胞の死滅につながることから、放射線治療を効果的かつ正確に行うために重要な役割を果たすと期待している。
