2020 Fiscal Year Annual Research Report
High resolution analysis of fallout records of radioactive iodine and chlorine in ice core from both poles
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19H04252
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
松崎 浩之 東京大学, 総合研究博物館, 教授 (60313194)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀内 一穂 弘前大学, 理工学研究科, 助教 (00344614)
本山 秀明 国立極地研究所, 研究教育系, 教授 (20210099)
笹 公和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20312796)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 加速器質量分析 / 塩素36 / ヨウ素129 / アイスコア / 大気圏核実験 / グリーンランド / 南極氷床 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，1945年以降の人為的な核エネルギー利用により生成され，環境中に放出された長半減期放射性同位体ヨウ素129と塩素36のフォールアウトの記録を両極アイスコア中から高時間分解能で解読することである．2019年度は，SE-domeアイスコア中の塩素36について，1956年から1984年の範囲を測定したが，その際に，各年代の試料を再測定用の予備として取り置いた．2020年度は，これらの再測定を行い，再現性を確認した．南極表層試料については，ヨウ素129，ヨウ素濃度，塩素濃度について，46試料，塩素36については4試料測定した．まず，ヨウ素濃度は，いずれも，現有測定装置（ICP-MS）では沿岸に近い１試料（0.06ppb）をのぞき，測定限界以下であった（<0.02ppb）．また，塩素濃度については，イオンクロマトグラムの方法で，20-60ppbとなり，極めて低い結果となった．一方，放射性ヨウ素（ヨウ素129）については，全て，1E+05 atoms/L 以下，と極めて濃度は低かった．今回入手した試料はいずれも試料量が300g以下であった．ヨウ素129の定量には，最低でも1000g必要であると評価された．塩素36については，測定した１試料のみ6.5E+06 atoms/Lを示したが，残りの3試料は上限値が評価されたにとどまった．総じて2020年度の測定を通じてわかったことは，南半球が北半球に比べて放射性核種濃度が極めて低く，明確なコントラストを描くことであった．ヨウ素濃度，塩素濃度については，両極共に低濃度であるが，比較すれば，南極の方が低い結果となった．ヨウ素濃度，塩素濃度は主に海塩の影響を示すものと考えられるため，両元素の挙動についての両極での違いが示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度は，新型コロナウィルスの影響により，実験のできない期間が数ヶ月あったが，夏以降精力的な分析を進めることにより，グリーンランドアイスコアに関して塩素36の再測定が行われ，時系列プロファイルをより確かなものにすることができた．また，南極表層試料のヨウ素129および塩素36の測定を行い，予想以上に濃度が低いことが明らかになった．しかしこのことによって，今後南極試料中のヨウ素129，塩素36を定量するために必要な試料量についての知見が得られた．
実験上においても，イオウ36妨害のための方策（化学実験および，加速器質量分析）をルーティン化した点，イオンクロマトグラムによる塩素濃度の定量方法，高感度なヨウ素濃度測定のためのICP-MS法の技術を開発した点（ヨウ素をいったん，ヨウ素酸の形に揃えてから，インジウムをキャリアとして測定す流方法）などが，成果として挙げられる．
以上，南極試料については定量的な結果は十分得られているとは言えないものの，十分新たな知見が得られたところから，成果は十分あったと評価できる．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度および2020年度で得られた成果と課題から，測定技術上の課題も明確になった．一つは，昨年度に引き続き，塩素36の加速器質量分析におけるさらなるバックグラウンドの低減である．これまでの検討でイオウ36による妨害を以前よりも格段に抑えることができているが，依然として，バックグラウンドを決める要因がイオウ36であるという現実は変わっていない．また，プロセスブランクの測定結果は，イオウ36の妨害によるものか，塩素36のコンタミネーションによるものかの判別がつきにくい状況であり，新たな課題となっている．イオウの混入経路としては，塩化銀のカソードプレスの過程が大きいのではないかと考え，2020年度では，イオン源になるべく近いところにプレス場所を設け，プレス後，イオン源での真空引きを開始するまでの時間をなるべく低減するようにしている．今後は，引き続きイオウの混入に最大限の配慮を行う．一方で，2019年度の結果より，南極氷床の試料については最低でも1kgの量が必要であることが明らかになったことから，必要量の試料の確保に努める．また，得られた分析成果に環境動態の観点から定量的な考察を加え，論文を投稿する．
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