原爆の熱中性子および速中性子線量同時評価法の開発研究

• 研究課題/領域番号: 16651021
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 放射線・化学物質影響科学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 柴田 誠一 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (80110708)
• 研究分担者: 沖 雄一 京都大学, 原子炉実験所, 助教授 (40204094) ; 高宮 幸一 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (70324712) ; 高田 實弥 (高田 實彌) 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (10115868) ; 松崎 浩之 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (60313194) ; 静間 清 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10127657)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 原爆 / 熱中性子 / 速中性子 / 加速器質量分析 / Ni-63 / Ni-59 / DS02 / タンデム加速器

研究概要

放射線が人体に与える影響の評価は、広島および長崎の原爆被爆者の放射線障害の調査によっている。しかしながら、現在に至るまで中性子線の人体に対する評価は、原爆による被爆中性子線量の評価が困難なため未だに信頼度は十分ではない。このことは原子炉および加速器施設のように中性子が放射線防護の対策上主要な線源となる場合には大きな問題である。
原爆による中性子のエネルギースペクトルについては、実験的には熱中性子捕獲反応生成核種を用いて評価されているのみである。しかし爆心から遠方に離れるにつれ、実際上は速中性子による影響が大きくなるため速中性子線量の評価が不可欠である。このような観点から、広島で現在も採取可能な試料で、かつその試料中の測定可能核種として、^<63>CU(n, p)^<63>Ni反応により銅中に生成される^<63>Ni(半減期:100年)に注目して実験を行っている。この実験の過程で銅試料中に、不純物として含まれているニッケルに着目すると、熱中性子捕獲反応^<58>Ni(n,γ)^<59>Niにより生成する^<59>Ni(半減期:7.5万年)の測定により、同一試料で速中性子反応生成核種と熱中性子捕獲反応生成核種の両者を定量することが可能となり、原爆による中性子線量評価に対し新しい方法を提供できることがわかった。^<59>Niはβ線のみの放出核種で半減期が長く、測定が難しいため、これまで全く注目されていなかった核種である。
本研究では、まず被爆銅試料中からニッケルを化学的な分離・抽出法を確立した。この^<63>Niと^<59>Niを含むニッケル試料について、現在、入射粒子特性X線を利用した加速器質量分析法による測定のための技術開発を含め実験が進行中である。また、これと並行して液体シンチレーション法による測定をいくつかの放射性核種の標準溶液を用いて行っており、β線スペクトル上での同時測定についても検討を進めている。従来の液体シンチレーション法による^<63>Niの測定では、広島原爆ドーム、広島大学、山陰合同銀行から採取された銅板、雨樋、避雷針について明確に^<63>Niのβ線スペクトルを観測することに成功し、この結果は、計算による原爆中性子線量評価値(DS02)と実験誤差の範囲内で一致した。