Development of the research method for earth's environmental fate byultra-trace radionuclide analysis using Accelerator Mass Spectrometry

2011 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21310004
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Environmental dynamic analysis
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: SASA Kimikazu 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20312796)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SUEKI Keisuke 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (90187609) ; TOSAKI Yuki 筑波大学, 生命環境系, 産業技術総合研究所, 助教, 特別研究員 (80533215) ; OKI Toshiyuki 筑波大学, 高エネルギー加速器研究機構, 研究基盤総合センター, 加速器研究施設, 研究員, 助教 (60415049) ; BESSHO Kotaro 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 准教授 (10300675) ; MATSUMURA Hiroshi 高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 准教授 (30328661)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): NAGASHIMA Yasuo 筑波大学, 名誉教授 (60091914)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Keywords: 環境計測 / 加速器質量分析 / 地球環境変動 / 放射性核種 / 同位体分析

Research Abstract

Accelerator Mass Spectrometry (AMS) is an ultra-sensitivetechnique for the study of long-lived radionuclides. We have developed the research methodfor earth's environmental fate by ultra-trace radionuclide analysis using AMS. In thisstudy, we have monitored36Cl in precipitation for a period more than 3 years in centralJapan. The long-term averaged^<36>Cl flux was estimated to be 32 ± 2 atoms m^<-2>s^<-1>. Weinvestigated the potential of^<36>Cl in tracing young groundwater with residence times ofup to 50 years. We measured^<36>Cl,^<129>I and^<137>Cs isotope ratios and inventories in surfacesoil samples in Japan. We have applied this research method to conduct an environmentalsurvey of radionuclides released from the Fukushima No. 1 nuclear power plant accident.

Research Products

• [Journal Article] Measurement of^<36>Cl deposition flux incentral Japan: Natural backgroundlevel and its seasonal variability (2012)
  • Author(s): Yuki Tosaki, Norio Tase, Kimikazu Sasa,Tsutomu Takahashi, Yasuo Nagashima
  • Journal Title: Journal of environmentalradioactivity Volume: 106 Pages: 73-80
  • DOI: DOI:10.1016/j.jenvrad.2011.11.010
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Firstassessment of individualradionuclides distributions from theFukushima nuclear accident coveringcentral-east Japan (2011)
  • Author(s): Norikazu Kinoshita, Keisuke Sueki,Kimikazu Sasa, Jun-ichi Kitagawa,Satoshi Ikarashi, Tomohiro Nishimura,Ying-Shee Wong, Yukihiko Satou, KojiHanda, Tsutomu Takahashi, MasanoriSato, Takeyasu Yamagata
  • Journal Title: Proceedings of theNational Academy of Sciences (PNAS) Volume: vol.108, no.49 Pages: 19526-19529
  • DOI: DOI:10.1073/pnas.1111724108
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultra-traceanalysis of ^<36>Cl by accelerator massspectrometry: an interlaboratorystudy (2011)
  • Author(s): S. Merchel, W. Bremser, V. Alfimov, M.Arnold1, G. Aumaitre, L. Benedetti, D.L. Bourles, M. Caffee, L. K. Fifield,R. C. Finkel, S. P. H. T. Freeman, M.Martschini, Y. Matsushi, D. H. Rood, K.Sasa, P. Steier, T. Takahashi, M.Tamari, S. G. Tims, Y. Tosaki, K.
  • Journal Title: Analytical and BioanalyticalChemistry Volume: 400 Pages: 3125-3132
  • DOI: DOI:10.1007/s00216-011-4979-2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Estimation of groundwater residencetime using the ^<36>Cl bomb pulse (2011)
  • Author(s): Yuki Tosaki, Norio Tase, Kimikazu Sasa,Tsutomu Takahashi, and Yasuo Nagashima
  • Journal Title: GroundWater Volume: 49 Pages: 891-902
  • DOI: DOI:10.1111/j.1745-6584.2010.00795.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution of ^<36>Cl in the Yoro RiverBasin, Central Japan, and Its Relationto the Residence Time of the RegionalGroundwater Flow System (2011)
  • Author(s): Yuki Tosaki, Norio Tase, AkihikoKondoh, Kimikazu Sasa, TsutomuTakahashi and Yasuo Nagashima
  • Journal Title: Water Volume: 3 Pages: 64-78
  • DOI: DOI:10.3390/w3010064
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolution of solutiondolines inferred from cosmogenic^<36>Cl lin calcite (2010)
  • Author(s): Yuki Matsushi, Tsuyoshi Hattanji,Sanae Akiyama, Kimikazu Sasa, TsutomuTakahashi, Keisuke Sueki and YukinoriMatsukura
  • Journal Title: Geology Volume: 38 Pages: 1039-1042
  • DOI: DOI:10.1130/G31302.1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Status and research programs of themultinuclide accelerator massspectrometry system at the Universityof Tsukuba (2010)
  • Author(s): Kimikazu Sasa, Tsutomu Takahashi, Yuki Tosaki, Yuki Matsushi, Keisuke Sueki,Michiko Tamari, Takahiro Amano,Toshiyuki Oki, Shozo Mihara, YoshihiroYamato, Yasuo Nagashima, Kotaro Bessho,Norikazu Kinoshita, Hiroshi Matsumura
  • Journal Title: Nuclear Instruments andMethods in Physics Research B Volume: 268 Pages: 871-875
  • DOI: DOI:10.1016/j.nimb.2009.10.052
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Measurement of cosmogenic ^<36>Cl in theDome Fuji ice core, Antarctica:Preliminary results for the LastGlacial Maximum and early Holocene (2010)
  • Author(s): Kimikazu Sasa, Yuki Matsushi, YukiTosaki, Michiko Tamari, TsutomuTakahashi, Yasuo Nagashima, KazuhoHoriuchi, Hiroyuki Matsuzaki,Yasuyuki Shibata, MotohiroHirabayashi, Hideaki Motoyama
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methods inPhysics Research B Volume: 268 Pages: 1193-1196
  • DOI: DOI:10.1016/j.nimb.2009.10.052
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution of ^<36>Cl/Cl in ariver-recharged aquifer: Implicationsfor the fallout rate of bomb-produced ^<36>Cl (2010)
  • Author(s): Yuki Tosaki, Gudrun Massmann, NorioTase, Kimikazu Sasa, Tsutomu Takahashi,Yuki Matsushi, Michiko Tamari, YasuoNagashima, Kotaro Bessho, HiroshiMatsumura
  • Journal Title: Nuclear Instruments and Methodsin Physics Research B Volume: 268 Pages: 1261-1264
  • DOI: DOI:10.1016/j.nimb.2009.10.148
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Denudation rates of carbonatepinnacles in Japanese karst areas:Estimates from cosmogenic ^<36>Cl incalcite (2010)
  • Author(s): Yuki Matsushi, Kimikazu Sasa, TsutomuTakahashi, Keisuke Sueki, YasuoNagashima, Yukinori Matsukura
  • Journal Title: Nuclear Instruments andMethods in Physics Research B Volume: 268 Pages: 1205-1208
  • DOI: DOI:10.1016/j.nimb.2009.10.134
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evidence of past migration of the icedivide between the Shirase and Soya drainage basins derived from chemicalcharacteristics of the marginal ice inthe Soya drainage basin of EastAntarctica (2010)
  • Author(s): Yoshinori Iizuka, Hideki Miura, ShogoIwasaki, Hideaki Maemoku, TakanobuSawagaki, Ralf Greve, Hiroshi Satake,Kimikazu Sasa and Yuki Matsushi
  • Journal Title: Journal of Glaciology Volume: 56 Pages: 395-404
  • DOI: DOI:10.3189/002214310792447707
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 福島原発事故由来の放射性ヨウ素129の加速器質量分析と放射性ヨウ素131評価法への適用 (2012)
  • Author(s): 笹 公和、末木 啓介、北川 潤一、木下 哲一、高橋 努、沈 洪涛、松村 万寿美、山形 武靖、松崎 浩之
  • Organizer: 日本原子力学会「2012年春の年会」
  • Place of Presentation: 福井大学文京キャンパス
  • Year and Date: 20120319-21
• [Presentation] 最終退氷期から完新世にかけての南極氷床コア中の宇宙線生成核種^<36>Cl の分析 (2012)
  • Author(s): 黒住 和奈, 笹 公和, 末木 啓介, 高橋努, 松四 雄騎, 戸崎 裕貴, 堀内 一穂,松崎 浩之, 本山 秀明
  • Organizer: 第13回「環境放射能」研究会
  • Place of Presentation: 高エネルギー加速器研究機構.
  • Year and Date: 20120227-29
• [Presentation] 放射性核種^<137>Cs,^<129>I の土壌中の分布に関する研究 (2012)
  • Author(s): 北川 潤一, 末木 啓介, 笹 公和, 高橋努, 木下 哲一, 松四 雄騎, 松崎 浩之
  • Organizer: 第13回「環境放射能」研究会
  • Place of Presentation: 高エネルギー加速器研究機構
  • Year and Date: 20120227-29
• [Presentation] 福島第一原子力発電所事故により放出された放射性ヨウ素129 の表層土壌分布 (2012)
  • Author(s): 笹 公和, 末木 啓介, 北川 潤一, 高橋努, 沈 洪涛, 松村 万寿美, 安倍 聡美,佐藤 志彦, 木下 哲一, 山形 武靖, 松崎 浩之
  • Organizer: 第13回「環境放射能」研究会
  • Place of Presentation: 高エネルギー加速器研究機構
  • Year and Date: 20120227-29
• [Presentation] New AMS project at theUniversity of Tsukuba (2011)
  • Author(s): Kimikazu Sasa, Tsutomu Takahashi andKeisuke Sueki
  • Organizer: The 4th EastAsia AMS Symposium
  • Place of Presentation: The University of Tokyo
  • Year and Date: 20111216-18
• [Presentation] Distributions ofradionuclides ^<36>Cl and^<129>I in surfacesoils (2011)
  • Author(s): Keisuke Sueki, Jun-ichi Kitagawa,Takahiro Amano, Michiko Tamari,Kimikazu Sasa, Tsutomu Takahashi,Norikazu Kinoshita, Hangtao Shen, YukiTosaki, Yuki Matsushi and HiroyukiMatuzaki
  • Organizer: The 4th EastAsia AMS Symposium
  • Place of Presentation: The University of Tokyo
  • Year and Date: 20111216-18
• [Presentation] 氷床コア中の宇宙線生成核種Cl-36の変動記録 (2011)
  • Author(s): 笹 公和、松四 雄騎、戸崎 裕貴、黒住 和奈、高橋 努、末木 啓介、松崎 浩之、堀内 一穂、東 久美子、本山 秀明
  • Organizer: 第2回極域科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 国立極地研究所
  • Year and Date: 20111114-18
• [Presentation] 福島県および関東地方東部における福島原発事故の放射能調査 (2011)
  • Author(s): 木下 哲一、末木 啓介、北川 潤一、五十嵐 訓、西村 朋紘、黄 穎斯、佐藤 志彦、半田 晃士、高橋 努、笹 公和、佐藤正教、山形 武靖
  • Organizer: 2011年日本放射化学会年会・第55回放射化学討論会
  • Place of Presentation: 長野・若里市民文化ホール
  • Year and Date: 20110920-22
• [Presentation] Estimation of Groundwater Age Usingthe ^<36>Cl Bomb Pulse: a Case Study in theMt. Fuji Area, Central Japan,(招待講演) (2011)
  • Author(s): YUKI TOSAKI, NORIO TASE, KIMIKAZU SASA,TSUTOMU TAKAHASH and YASUO NAGASHIMA
  • Organizer: AOGS 2011
  • Place of Presentation: Taipei InternationalConvention Center, Taiwan
  • Year and Date: 20110808-12
• [Presentation] 福島県東部地域における土壌中の放射性ヨウ素I-129の分布 原発事故の前と後- (2011)
  • Author(s): 末木 啓介,北川 潤一,笹 公和,高橋 努,沈 洪涛,木下 哲一,松四 雄騎,松崎 浩之,山形 武靖
  • Organizer: 生物と環境におけるヨウ素」2 0 1 1 - ヨウ素発見200 年記念 サテライトシンポジウム -
  • Place of Presentation: 学習院大学
  • Year and Date: 2011-11-19
• [Presentation] 降水中の^<36>Cl/Cl および36Cl 降下フラックスの変動 (2010)
  • Author(s): 戸崎 裕貴,田瀬 則雄,笹 公和, 高橋努,長島 泰夫
  • Organizer: 日本水文科学会2010年度学術大会.
  • Place of Presentation: 筑波大学
  • Year and Date: 20101002-03
• [Presentation] 筑波大学における^<41>Ca-AMSの開発 (2010)
  • Author(s): 木下 哲一、松村 万寿美、笹 公和、高橋努、末木 啓介、大浦 泰嗣
  • Organizer: 2010年日本放射化学会年会・第54回放射化学討論会
  • Place of Presentation: 大阪大学吹田キャンパス.
  • Year and Date: 20100927-29
• [Presentation] 極微量放射性核種^<41>Caの加速器質量分析法の開発 (2010)
  • Author(s): 笹 公和, 木下 哲一, 松村 万寿美, 高橋 努, 末木 啓介, 長島 泰夫, 大浦 泰嗣
  • Organizer: 日本原子力学会「2010 年秋の大会」
  • Place of Presentation: 北海道大学.
  • Year and Date: 20100915-17
• [Presentation] 富士山南麓地域における地下水年代の検討 (2010)
  • Author(s): 戸崎 裕貴, 田瀬 則雄, 笹 公和, 高橋努, 長島 泰夫
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2010年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際会議場
  • Year and Date: 20100523-28
• [Presentation] ACCELERATOR MASS SPECTROMETRY AT THETSUKUBA 12 MV PELLETRON TANDEMACCELERATOR (2010)
  • Author(s): K. Sasa, T. Takahashi, Y. Nagashima,Y. Tosaki, N. Kinoshita, K. Sueki, H.Matsumura, K. Bessho, Y. Matsushi
  • Organizer: The first InternationalParticle Accelerator Conference(IPAC10)
  • Place of Presentation: KyotoInternational Conference Center
  • Year and Date: 20100523-28
• [Presentation] 筑波大学AMS におけるCl-36 を用いた地球環境科学研究 (2010)
  • Author(s): 笹 公和、高橋 努、戸崎 裕貴、末木 啓介、木下 哲一、天野 孝洋、北川 潤一、黒住 和奈、松村 万寿美、安部 聡美、長島 泰夫、松四 雄騎、別所 光太郎、松村宏
  • Organizer: 第12回AMS シンポジウムプログラム
  • Place of Presentation: 桐生市民文化会館
  • Year and Date: 20100523-24
• [Presentation] 極微量放射性核種の加速器質量分析による環境モニタリング研究 (2010)
  • Author(s): 笹 公和, 高橋 努, 戸崎 裕貴, 末木啓介
  • Organizer: 日本原子力学会 2010年春の年会
  • Place of Presentation: 茨城大学
  • Year and Date: 20100326-28
• [Presentation] Multi-nuclide AMSsystem at the University of Tsukuba (2009)
  • Author(s): Kimikazu Sasa
  • Organizer: NUCLEAR PHYSICS TRENDS: 7thJapan-China Joint Nuclear PhysicsSymposium, Tsukuba (Japan), 招待講演
  • Place of Presentation: AIP ConferenceProceedings
  • Year and Date: 20091109-13
• [Presentation] Application ofCl-36 AMS to geo-environmentalsciences at the University of Tsukuba (2009)
  • Author(s): K. Sasa, T. Takahashi, Y. Nagashima,Y. Tosaki, K. Sueki, Y. Takaya, N.Kinoshita, T. Amano, J. Kitagawa, K.Kurozumi, M. Matsumura, H. Matsumura,K. Bessho, Y. Matsushi
  • Organizer: 3rd East Asian Symposium onAccelerator Mass Spectrometry(EA-AMS-3)
  • Place of Presentation: Xi'an AMS Center, Xi'an,China
  • Year and Date: 20091019-22
• [Presentation] 加速器質量分析(AMS)によるCl-36 の測定とその応用 (招待講演) (2009)
  • Author(s): 笹 公和
  • Organizer: 2009年日本放射化学会年会・第53回放射化学討論会
  • Place of Presentation: 日本大学文理学部百周年記念館
  • Year and Date: 20090928-30
• [Presentation] AMS を用いた土壌中の36Cl/Cl同位体比 (2009)
  • Author(s): 玉理 美智子、末木 啓介、天野 孝洋、笹 公和、高橋 努、松四 雄騎、戸崎 裕貴、大木 俊征、長島 泰夫、木下 哲一、松村 宏、別所 光太郎
  • Organizer: 2009年日本放射化学会年会・第53回放射化学討論会
  • Place of Presentation: 日本大学文理学部百周年記念館
  • Year and Date: 20090928-30
• [Presentation] 筑波大学12UD タンデム加速器を用いた加速器質量分析装置による極微量放射性核種の検出 (2009)
  • Author(s): 笹 公和, 高橋 努, 戸崎 裕貴, 末木啓介
  • Organizer: 第6回日本加速器学会年会2009
  • Place of Presentation: 日本原子力研究開発機構
  • Year and Date: 20090805-07
• [Presentation] Progress of an accelerator massspectrometry system at the Tsukuba12UD Pelletron tandem accelerator (2009)
  • Author(s): Kimikazu Sasa, Tsutomu Takahashi,Yasuo Nagashima, Yuki Tosaki, KeisukeSueki, Toshiyuki Oki, Takahiro Amano,Hiroshi Matsumura, Kotaro Bessho,Norikazu Kinoshita, Yuki Matsushi
  • Organizer: The 11th International Conference "HeavyIon Accelerator Technology - HIAT"
  • Place of Presentation: Venice, Italy
  • Year and Date: 20090608-12
• [Presentation] つくば市における降水中のCl-36 (2009)
  • Author(s): 戸崎裕貴, 田瀬則雄, 笹公和, 高橋努,長島泰夫
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2009年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ 国際会議場
  • Year and Date: 20090516-21
• [Remarks]
  • URL: http://www.tac.tsukuba.ac.jp/~ams/