Development of a mass spectrometric analysis for the environmental neptunium and its application

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H01874
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Risk sciences of radiation and chemicals
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: Sakaguchi Aya 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (00526254)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横山 明彦 金沢大学, 物質化学系, 教授 (80230655) ; 鄭 建 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 福島再生支援本部, 上席研究員(定常) (30370878) ; 山崎 信哉 筑波大学, 数理物質系, 助教 (70610301)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: ネプツニウム / 人工放射性核種 / スパイク / トレーサー

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have attempted to produce Np spikes for accurate measurement by mass spectrometry, with the final goal of identifying environmental neptunium (Np) as a ‘common actinide’ for a comprehensive study of Np. We established a method for the production of Np-236 by the Th+Li reaction, a chemical separation method to recover Np from a large amount of Th and fission products, and another method to concentrate Np from interfering nuclides such as long-lived U and Pu. By applying the established separation methods to actual irradiated samples, the formation of Np-236m was confirmed, for the first time, in Th irradiated with a beam energy of 37 to 42 MeV. Furthermore, we successfully obtained the nuclear reaction cross sections of this reaction.

Free Research Field

環境放射化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Npは水に溶け環境中に広く拡散する可能性があるにも関わらず、測定の困難さからこれまで包括的な研究が行われていない。さらにTRU廃棄物における核種挙動や被ばくの観点から重要核種と位置付けられているものの、質量分析のためのスパイクが存在していないためモニタリングも限られている。本研究によりNpのスパイク製造法が確立されることで、放射性廃棄物さらに保健物理の分野に大きく貢献する。また、核種の物理化学的特性から、環境中では水のトレーサーとして利用可能性が高いため、環境科学・地球化学への応用も期待できる。このように本研究で提案している事は、さまざまな分野や社会において必要不可欠であり喫緊の課題である。