Development of rapid analytical method for 226Ra in natural water and urine sample using inductively coupled plasma mass spectrometer

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K12331
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 富田 純平 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全研究・防災支援部門 安全研究センター, 副主任研究員 (70637280)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ラジウム-226 / 四重極型誘導結合プラズマ質量分析計 / 迅速分析 / 天然水 / 尿

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、放射線計測により定量する場合、放射平衡を成立させるために1ヵ月程度の分析時間を必要とするラジウム-226（226Ra）分析に着目し、放射平衡を必要としない誘導結合プラズマ質量分析計（ICP-QMS）を用いた迅速分析法の開発を目的としている。
本研究は、ICP-QMSによる226Ra測定とRaの化学分離からなる。まず、ICP-QMSによる226Ra測定の妨害元素の影響を定量的に評価した。通常の測定方法ではタングステン（W）が、ヘリウムコリジョン法では鉛（Pb）の多原子イオンが226Ra測定を妨害することが明らかとなった。測定溶液中にW及びPbが1 μg/mL含まれる場合、これら元素の妨害により、226Ra濃度が本来の値よりもそれぞれ40 fg/mL、20 fg/mL高い値を示すことが分かった。本内容を取りまとめ、環境放射能研究会のプロシーディングスに投稿し、受理・掲載された。Raの化学分離では、試料1 LからRaの化学収率を試料に元来含まれるバリウム（Ba）の収率で補正する手法の開発を目指した。ICP-QMSの干渉影響を考慮し、試料からPbを除く方法を検討した。天然水試料では、濃縮方法を確立することはできなかったが、濃縮後、DGAレジンでPbを除去するとともに、BaとRaを分別なく分離できる方法を確立した。尿試料では陽イオン交換によりBaとRaをPbから分離できたが、この方法では、尿成分が残存し、ICP-QMSの測定感度等へ影響を及ぼすことから、更にDGAレジン等による再精製が必要であることがわかった（令和4年度実施）。以上のことから、尿中の226Ra迅速分析法の開発の目途が立つ知見を得ることができた。