放射光複合X線分析による福島第一原発事故由来の放射性物質の特性化

• Project Area: Interdisciplinary Study on Environmental Transfer of Radionuclides from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant Accident
• Project/Area Number: 15H00978
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: 中井 泉 東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 教授 (90155648)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000); Fiscal Year 2016: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2015: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
• Keywords: 福島第一原発事故 / 放射性物質 / 大気粉塵 / 土壌 / 環境動態 / 放射光X線分析 / 福島第一原発 / Ｘ線分析 / 環境分析 / 分析科学

Outline of Annual Research Achievements

福島第一原発より一次放出されたと考えられる放射性粒子に対して，マイクロビーム放射光X線分析を中心とした物理・化学性状の分析を非破壊で実施し，複数のグループ（Group A，B，C）への分類を可能とした。これらは異なる発生源に異なるタイミングで，異なるプロセスにより生成・放出されたものと考えられ，事故事象を解明する上で重要な知見である。
Group Aは，事故直後につくばで捕集されたエアロゾルと同様の性状を持つ粒子である。大部分は直径数μmの球形であり，1粒子あたり数Bqの放射能を持つ。2011年3月14日から15日にかけての2号機格納容器破損に伴う漏出が主要なソースであると考えられる。FeとZnを多く含むケイ酸塩ガラスが主成分であり，Uを始め，Rb，Mo，Snなど様々な重元素を含む。
Group Bは原発北西の土壌から特徴的に発見されている粒子で，Group Aよりも大型で（10～100 μmオーダー），多くは不定形である。Group Aと同じくケイ酸塩ガラスが主成分だが，還元雰囲気下で揮発しやすいSrやBaを多く含む。また粒子内にμmオーダーでFeやSnなどの元素が濃集している。現在までに放出時間を特定できる試料は発見されていないものの，3月12日に発生した1号機の水素爆発に伴い生成・飛散したものと考えられる。
Group Cの粒子は，現時点では3月30日につくばで捕集されたエアロゾルから発見されたもののみである。大きさはGroup Aと同程度であるが，不定形である。最大の特徴はClまたはSを特徴的に含むことであり，Siは少なく，また元素分布も不均一である。一部の元素については塩化物または硫酸塩として存在していることが明らかとなり，水につけることでCsを含む多くの元素が溶出したことから，上記の2グループとは異なる水溶性の放射性物質を含有しているものと考えられる。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 福島第一原子力発電所事故により1号機から放出された放射性粒子の放射光マイクロビームX線分析を用いる化学性状の解明 (2017)
  • Author(s): 小野 貴大・飯澤 勇信・阿部 善也・中井 泉・寺田 靖子・佐藤 志彦・末木 啓介・足立 光司・五十嵐 康人
  • Journal Title: 分析化学 Volume: 印刷中
  • NAID: 130006846986
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Detection of uranium and chemical state analysis of individual radioactive microparticles emitted from the Fukushima nuclear accident using multiple synchrotron radiation X-ray analyses (2015)
  • Author(s): Yoshinari Abe, Yushin Iizawa and Izumi Nakai
  • Journal Title: SPring-8 Research Frontiers Volume: 2014 Pages: 82-83
• [Presentation] SPMテープ濾紙より分離された放射性エアロゾルの放射光X線複合分析による化学・物理的性状解明 (2017)
  • Author(s): 小野﨑 晴佳・小野 貴大・飯澤 勇信・阿部 善也・中井 泉・足立 光司・五十嵐 康人・大浦 泰嗣・海老原 充・宮坂 貴文・中村 尚・鶴田 治雄・森口 祐一
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2017年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉）
  • Year and Date: 2017-05-25
• [Presentation] 放射光複合X 線分析を用いた福島県北西地域3グループにおける放射性粒子の化学的特徴の解明 (2017)
  • Author(s): 小野 貴大・小野﨑 晴佳・飯澤 勇信・阿部 善也・中井 泉・寺田 靖子・佐藤 志彦・末木 啓介・足立 光司・五十嵐 康人
  • Organizer: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸芸術センター（兵庫）
  • Year and Date: 2017-01-09
• [Presentation] 放射光X線分析による福島第一原発事故由来の放射性粒子の性状解明 (2016)
  • Author(s): 阿部 善也・飯澤 勇信・小野 貴大・小野﨑 晴佳・中井 泉・佐藤 志彦・末木 啓介・金井 豊・足立 光司・五十嵐 康人
  • Organizer: 第52回X線分析討論会
  • Place of Presentation: 筑波大学東京キャンパス文京校舎（東京）
  • Year and Date: 2016-10-26
• [Presentation] 福島第一原発事故由来の放射性粒子の化学組成に基づく分類および生成過程の推定 (2016)
  • Author(s): 小野 貴大・飯澤 勇信・阿部 善也・中井 泉・佐藤 志彦・末木 啓介・足立 光司・五十嵐 康人
  • Organizer: 分析化学会第65年会
  • Place of Presentation: 北海道大学工学部（北海道）
  • Year and Date: 2016-09-14
• [Presentation] 福島第一原発事故により放出された粒子状放射性物質の物理・化学的性状の解明 (2016)
  • Author(s): 阿部 善也・飯澤 勇信・小野 貴大・中井 泉・佐藤 志彦・末木 啓介・金井 豊・足立 光司・五十嵐 康人
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2016年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉）
  • Year and Date: 2016-05-23
• [Presentation] 放射光X線分析を用いた福島第一原発事故1号機由来とされる放射性粒子の化学的性状の解明 (2016)
  • Author(s): 小野 貴大・飯澤 勇信・阿部 善也・中井 泉・寺田 靖子・佐藤 志彦・末木 啓介・二宮 和彦・足立 光司・五十嵐 康人
  • Organizer: 第27回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学柏の葉キャンパス（千葉）
  • Year and Date: 2016-01-11
• [Presentation] 非破壊Ｘ線分析による文化財および 環境試料の起源情報の解読 (2016)
  • Author(s): 阿部 善也
  • Organizer: 日本分析化学会2015年度関東支部新世紀賞講演会
  • Place of Presentation: 秋葉原ダイビル（東京）
  • Year and Date: 2016-01-07
• [Presentation] 放射光蛍光X線分析による福島第一原発事故由来の強放射性微粒子の特性化と定量化の試み (2015)
  • Author(s): 飯澤 勇信・小野 貴大・阿部 善也・中井 泉・寺田 靖子・足立 光司・五十嵐 康人
  • Organizer: 第51回X線分析討論会
  • Place of Presentation: 姫路・西はりま地場産業センター（姫路）
  • Year and Date: 2015-10-29
• [Presentation] 福島第一原発事故由来の放射性粒子の放射光複合X線分析 (2015)
  • Author(s): 小野 貴大・飯澤 勇信・阿部 善也・中井 泉・寺田 靖子・佐藤 志彦・末木 啓介・二宮 和彦・足立 光司・五十嵐 康人
  • Organizer: 日本分析化学会第64年会
  • Place of Presentation: 九州大学伊都キャンパス（福岡）
  • Year and Date: 2015-09-09
• [Presentation] 福島県内の堆積物中から分離された原発事故由来の強放射性粒子の放射光X線分析 (2015)
  • Author(s): 小野 貴大・飯澤 勇信・阿部 善也・中井 泉・寺田 靖子・佐藤 志彦・二宮 和彦・足立 光司・五十 嵐 康人
  • Organizer: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • Place of Presentation: 幕張メッセ（千葉）
  • Year and Date: 2015-05-26
• [Presentation] 放射光X線分析による福島第一原発事故由来の強放射性粒子の化学的性状の解明 (2015)
  • Author(s): 飯澤 勇信・小野 貴大・阿部 善也・中井 泉・寺田 靖子・佐藤 志彦・二宮 和彦・足立 光司・五十嵐 康人
  • Organizer: 第75回分析化学討論会
  • Place of Presentation: 山梨大学甲府キャンパス（山梨）
  • Year and Date: 2015-05-23
• [Book] 蛍光X線分析の実際 第2版（p. 169） (2016)
  • Author(s): 阿部 善也（中井 泉 編）
  • Total Pages: 280
  • Publisher: 朝倉書店