新規指標による文化財鉄器中の微量元素及び放射性核種の起源の探究

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16500639
• Research Institution: Musashi Institute of Technology
• Principal Investigator: 平井 昭司 武蔵工業大学, 工学部, 教授 (30112981)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 往子 武蔵工業大学, 工学部, 講師 (60287860)
• Keywords: 鉄生産技法 / 微量元素 / 放射性核種 / 産地推定 / 中性子放射化分析法 / α線スペクトロメトリー / 同位体比 / 放射平衡

Research Abstract

前近代の鉄つくりは、現代とは異なった製法によって行われ、その技術の解明と使用されてきた原料の産地推定が鉄文化を考える上で重要になっている。評価の一つに遺物中に含有する微量元素から推定ができるが、遺物が銹化し、微量元素の移動がみられ困難なことが多い。
本研究では、遺物試料中の微量元素等の挙動を調べるために、福島県、広島県および静岡県の4製鉄遺跡から出土した鉄滓遺物に対し、開発した分析法の適応を検討した。
α線スペクトロメトリーでは、試料を溶解し、選択的にUあるいはTh同位体を化学的に分離する必要がある。鉄滓の溶解はHClとHFの混酸を溶媒として、マイクロ波分解により行った。その後、FeCl_3とNH_4OHを加え、水酸化鉄共沈法でUとThを回収した。次いで、沈殿物をHClで溶解し、KBrを加えてUをU(VI)に価数統一し、陰イオン交換クロマトグラフィーによりUとThを分離した。その後、それぞれの溶液に既知量のSmイオンとHFを加え、Sm共沈法によりU及びThをフィルター上に別々に回収し、α線スペクトロメトリーを行った。このとき、Smに存在している^<147>Smのα線強度を内標準としてU及びThの同位体強度を定量した。
一方、中性子放射化分析法によりUとTh含有量を定量し、その値から^<238>Uと^<232>Thの放射能を計算し、鉄滓遺物試料におけるUとThの化学収率を求めた。その結果、それぞれU:95〜110%、Th:85〜110%と多少精度は劣るが良好であることが確認され、試料の分解から回収に至る工程が妥当であることが判明した。
以上により、4遺跡からの鉄滓中のU及びThの挙動を^<238>U/^<232>Thの放射能比からみると、遺跡によりそれぞれの値が異なっていることと、同一鉄滓中でのU系列およびTh系列でのU同位対比とTh同位対比はほぼ等しく、放射平衡が成立していることが明らかとなった。