2022 Fiscal Year Annual Research Report
Sr-90の中長期の地下浸透を予測支援する一滴質量分析法の開発
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20H04352
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| Research Institution | Fukushima University |
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Principal Investigator |
高貝 慶隆 福島大学, 共生システム理工学類, 教授 (70399773)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 勝彦 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), センター長 (70251329)
若木 重行 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 副主任研究員 (50548188)
松枝 誠 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 福島環境安全センター, 技術・技能職 (90865700)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 放射性ストロンチウム / ストロンチウム９０ / 質量分析 / 表面電離型質量分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
種々の検討の結果，Sr-90を使用してTIMSプロファイルを取得することができた。様々な条件（昇温条件，アクチベータ，イオン強度，電流値，フィラメント温度，試料量等）を検討し，最適なTIMSプロファイル取得条件を決定した。その後，質量差別効果は，Sr-90の定量に大きな影響を及ぼさなかった。その後，同位体希釈法及びオームの法則・電気素量の関係（1 mV = 62500 cps）に基づき，Sr-90を計算できた。しかし，この状態ではバックグラウンドノイズ（BGN）が大きく，これを補正する方法として，BGNを量に換算して差し引く，BGN補正法を開発した。
本法では、天然SrとSr-90の定量に検量線の作成が不要であり、マイクロリットルレベルの試料量でSr-90を直接定量することができた。Sr-90の添加回収試験の結果、添加値と定量値はよく一致した。これにより，試料1 mgに含まれるag（μBq）レベルのSr-90を定量することが可能であることが示された。LODはWBEWの標準偏差の2倍（2SD）で計算され、試料1 μLに対して6.15 × 10^-2 ag（0.313 μBq）であった。すなわち、Sr-90濃度では61.5 fg/L（0.313 Bq/L）である。
この方法は，質量分析（MS）の最大の課題である同重体の分離を必要とせず，滴下するだけの簡便な操作で微少量の試料中の微量なSr-90放射能を直接計測することができることがわかり，中長期的な環境動態予測に役立つことが期待される。本研究のTIMS分析で正しく計測できるかを検証するため，福島県内の土壌試料（粘土質，砂質，有機質，シルト層）を収集した。試料（粘土質，砂質，有機質，シルト層）は，福島県から試料提供を受けた。これらは公定法による測定を行ったものについて譲渡され，放射線分析との一致を確認できる資料を得た。
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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
表面電離型質量分析装置（TIMS）によるSr-90の1滴計測法を開発し，貴重な希少試料中（1 mg程度）から6.15 × 10^-2アトグラム（ag）の微量なSr-90（放射能では5 マイクロベクレル（Bq））を計測できることを確認した。福島県内の土壌試料（粘土質，砂質，有機質，シルト層）を入手し，放射線分析のデータを同時に取得した。そのため、概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
試料は，すでに採取している福島県内の土壌コアを用いて行う。また，現在の状況を知るために，再度，同地点（GPS情報）の試料を採取して，乾燥させる。その後，福島県内の土壌コアを深さ方向1 cm刻みで細分割して，その浸透状況ならびにどの土質にSr-90が吸着されているかを明らかにする。
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