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環境試料および廃炉関連廃棄物中重要Pu同位体同時測定のための先端質量分析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K00537
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境動態解析
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

鄭 建  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高度被ばく医療センター 福島再生支援研究部, 上席研究員(定常) (30370878)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードPu同位体 / トリプル四重極ICP-MS/MS / 環境動態解析 / 廃炉関連廃棄物 / 環境試料 / 新規低温溶融法 / 先端質量分析法 / Plutonium isotopes / ICP-MS/MS / Environmental samples / Nuclear Decommissioning / Low-temperature fusion / ICP-MS / Nuclear decommissioning / 環境計測
研究成果の概要

本研究では、トリプル四重極ICP-MS/MSを用いて、イオン-分子反応よりU-238とPu-238を分別し、これまで測定が困難であったPu同位体の同時測定を可能とする先端質量分析法の開発を行った。脱溶媒試料導入装置の導入によりプラズマへの導入効率の増加と水素化物生成の抑製によるPu同位体に関して10倍の感度向上を成功し、オンマスモードでfgレベルPu同位体の検出限界を達成した。環境試料と廃炉関連廃棄物試料分析応用ために、少量海水迅速分析法を確立及び新規低温溶融法を開発した。これを開発したICP-MS/MS測定法と組み合わせ、環境試料と廃炉関連廃棄物試料の迅速Pu同位体先端質量分析法を確立した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

東電福島第一原発事故由来Pu同位体の環境動態解析、環境除染・廃炉作業に伴い発生する廃棄物の汚染状況の把握及び被ばく線量の評価には、重要同位体(Pu-238,Pu-239,Pu-240,Pu-241)の測定が必要である。本研究で開発した環境と廃炉関連試料中Pu迅速質量分析法は環境に優しい方法であり、環境科学研究と原子力緊急時の対応まで幅広い応用を期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 16件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 12件、 招待講演 11件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Peking University/Third Institute of Oceanography/Shantou University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 北京大学物理学部/第三海洋研究所/南華大学原子核科学技術学部(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Arizona State University/Savannah River National Laboratory/Metropolitan State University of Denver(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Leibniz University Hannover(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 北京大学物理学部/Third Institute of Oceanography/University of South China(中国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] First study of 237Np in Chinese soils: Source, distribution and mobility in comparison with plutonium isotopes2020

    • 著者名/発表者名
      Ni Youyi、Guo Qiuju、Huang Zhaoya、Zheng Jian、Li Sixuan、Huang Wenna、Bu Wenting
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 253 ページ: 126683-126683

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2020.126683

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Reference materials for quality assurance of environmental plutonium analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Junwen Wu, Jian Zheng
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 324 号: 1 ページ: 169-188

    • DOI

      10.1007/s10967-020-07053-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Plutonium isotopes research in the marine environment: A synthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Jinlong Wang, Jinzhou Du, Jian Zheng
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear and Radiochemical Science

      巻: 20 ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Simultaneous determination of ultra-trace level 237Np and Pu isotopes in soil and sediment samples by SF-ICP-MS with a single column chromatographic separation2019

    • 著者名/発表者名
      Zhaoya Huang, Youyi Ni, Hai Wang, Jian Zheng, Shinnosuke yamazaki, Aya Sakaguchi, Xinggui Long, Shigeo Uchida
    • 雑誌名

      Microchemical Journal

      巻: 148 ページ: 597-604

    • DOI

      10.1016/j.microc.2019.05.044

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pu isotopes in seawater off Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant site within tw months after the severe nuclear accident2019

    • 著者名/発表者名
      W. Men, J. Zheng*, H. Wang, Y. Y. Ni, Y. Kumamoto, M. Yamada, S. Uchida
    • 雑誌名

      Environmental Pollution

      巻: 246 ページ: 303-310

    • DOI

      10.1016/j.envpol.2018.12.007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Environmental impact and food safety in Japan after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident2019

    • 著者名/発表者名
      Guosheng Yang, Jun Hu, Jian Zheng
    • 雑誌名

      Int. J. Radiat. Med. Nucl. Med.

      巻: 43 ページ: 99-105

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First determination of Pu isotopes (239Pu, 240Pu and 241Pu) in radioactive particles derived from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident2019

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Junya、Zheng Jian、Zhang Zijian、Ninomiya Kazuhiko、Satou Yukihiko、Fukuda Miho、Ni Youyi、Aono Tatsuo、Shinohara Atsushi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 11807-11807

    • DOI

      10.1038/s41598-019-48210-4

    • NAID

      120006763792

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Low-temperature fusion using NH4HSO4 and NH4HF2 for rapid determination of Pu in soil and sediment samples2019

    • 著者名/発表者名
      Wang Hai、Ni Youyi、Zheng Jian、Huang Zhaoya、Xiao Detao、Aono Tatsuo
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 1050 ページ: 71-79

    • DOI

      10.1016/j.aca.2018.10.065

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Plutonium in the western North Pacific: Transport along the Kuroshio and implication for the impact of Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Junwen、Dai Minhan、Xu Yi、Zheng Jian
    • 雑誌名

      Chemical Geology

      巻: 511 ページ: 256-264

    • DOI

      10.1016/j.chemgeo.2018.12.006

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ultra-trace determination of the 135Cs/137Cs isotopic ratio by thermal ionization mass spectrometry with application to Fukushima marine sediment samples2019

    • 著者名/発表者名
      Bu Wenting、Tang Lei、Liu Xuemei、Wang Zhongtang、Fukuda Miho、Zheng Jian、Aono Tatsuo、Hu Sheng、Wang Xiaolin
    • 雑誌名

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      巻: 34 号: 2 ページ: 301-309

    • DOI

      10.1039/c8ja00380g

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The transfer of fallout plutonium from paddy soil to rice: A field study in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Ni Youyi、Wang Zhongtang、Zheng Jian、Tagami Keiko、Guo Qiuju、Uchida Shigeo、Tsukada Hirofumi
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Radioactivity

      巻: 196 ページ: 22-28

    • DOI

      10.1016/j.jenvrad.2018.10.010

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinctive distributions and migrations of 239+240Pu and 241Am in Chinese forest, grassland and desert soils2018

    • 著者名/発表者名
      Ni Youyi、Wang Zhongtang、Guo Qiuju、Zheng Jian、Li Sixuan、Lin Jinxian、Tan Zhaoyi、Huang Wenna
    • 雑誌名

      Chemosphere

      巻: 212 ページ: 1002-1009

    • DOI

      10.1016/j.chemosphere.2018.09.021

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rapid determination of ultra-trace plutonium isotopes ( 239 Pu, 240 Pu and 241 Pu) in small-volume human urine bioassay using sector-field inductively coupled plasma mass spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      Ni Youyi、Zheng Jian、Guo Qiuju、Men Wu、Tagami Keiko、Uchida Shigeo
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 1000 ページ: 85-92

    • DOI

      10.1016/j.aca.2017.10.012

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Establishing rapid analysis of Pu isotopes in seawater to study the impact of Fukushima nuclear accident in the Northwest Pacific2018

    • 著者名/発表者名
      Men Wu、Zheng Jian、Wang Hai、Ni Youyi、Aono Tatsuo、Maxwell Sherrod L.、Tagami Keiko、Uchida Shigeo、Yamada Masatoshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-018-20151-4

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The role of mass spectrometry in radioactive contamination assessment after the Fukushima nuclear accident2018

    • 著者名/発表者名
      Bu Wenting、Ni Youyi、Steinhauser Georg、Zheng Wang、Zheng Jian、Furuta Naoki
    • 雑誌名

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      巻: 33 号: 4 ページ: 519-546

    • DOI

      10.1039/c7ja00401j

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A rapid method for accurate determination of 241Am by sector field inductively coupled plasma mass spectrometry and its application to Sellafield site soil samples2017

    • 著者名/発表者名
      Wang Z. T.、Zheng J.、Imanaka T.、Uchida S.
    • 雑誌名

      Journal of Analytical Atomic Spectrometry

      巻: 32 号: 10 ページ: 2034-2040

    • DOI

      10.1039/c7ja00201g

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Development and application of mass spectrometric techniques for ultra-trace determination of 236 U in environmental samples-A review2017

    • 著者名/発表者名
      Bu Wenting、Zheng Jian、Ketterer Michael E.、Hu Sheng、Uchida Shigeo、Wang Xiaolin
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta

      巻: 995 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1016/j.aca.2017.09.029

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Determination of Pu isotopes in sediment and soil samples by SF-ICP-MS: an improved anion-exchange procedure for Pu separation2017

    • 著者名/発表者名
      Bu Wenting、Zheng Jian、Guo Qiuju、Xiao Detao、Aono Tatsuo
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 314 号: 3 ページ: 2417-2423

    • DOI

      10.1007/s10967-017-5618-y

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 福島原発事故により放出されたタイプの異なる不溶性粒子のSr, Pu分析2020

    • 著者名/発表者名
      五十嵐淳哉,鄭 建,張子見, 二宮和彦, 佐藤志彦, 福田美保,倪 有意,青野辰雄,末木啓介,篠原厚
    • 学会等名
      第21回「環境放射能研究会」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Reference materials for quality assurance of plutonium isotope ratio analysis in environmental samples2020

    • 著者名/発表者名
      Junwen Wu, Jian Zheng
    • 学会等名
      第21回「環境放射能研究会」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tracing the Fukushima nuclear accident released radiocesium and Pu isotopes in the environment: the role of isotope ratio analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng
    • 学会等名
      The 10th National Conference on Environmental Chemistry, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recent progress on mass spectrometric analysis of ultra-trace radioactive isotopes2019

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng
    • 学会等名
      The workshop on radioactive isotopes analysis, Taiyuan, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rapid method for ultra-trace urinary plutonium bioassay with inductively coupled plasma mass spectrometry2019

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng, Guosheng Yang, Eunjoo Kim, Osamu Kurihara
    • 学会等名
      The 5th ARADOS annual meeting, Beijing, China
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of low-temperature fusion using ammonium hydrogen fluoride for rapid determination of actinides in environmental and nuclear decommissioning samples2019

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng, Hai Wang, Zhaoya Huang, Youyi Ni, Tatsuo Aono
    • 学会等名
      日本分析化学会第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 福島原発事故により放出された不溶性粒子に含まれるプルトニウムの定量2019

    • 著者名/発表者名
      五十嵐淳哉,鄭 建, 張 子見, 二宮和彦, 佐藤志彦, 福田美保, 倪 有意, 青野辰雄, 篠原厚
    • 学会等名
      日本放射化学会第63回討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Identification of Plutonium isotopes in radioactive particles released from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant2019

    • 著者名/発表者名
      Junya Igarashi, Jian Zheng, Zhijian Zhang, Kazuhiko Ninomiya, Yukihiko Satou, Miho Fukuda, Youyi Ni, Tatsuo Aono
    • 学会等名
      5th International conference on Environmental Radioactivity Variations of Environmental radionuclides
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 福島第一原発事故後の陸域環境中のネプツニウムとプルトニウムについて2019

    • 著者名/発表者名
      福田 美保, 鄭 建, 山崎 慎之介, 青野 辰雄
    • 学会等名
      第20回「環境放射能研究会」, 高エネルギー加速器研究機構放射線科学センター
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Low-temperature fusion using NH4HF2 for rapid determination of Pu isotopes by ICP-MS/MS: application for marine sediments collected in Japanese coast2019

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng, Hai Wang, Zhaoya Huang, Youyi Ni, Tatsuo Aono
    • 学会等名
      第20回「環境放射能研究会」, 高エネルギー加速器研究機構放射線科学センター
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Ultra-trace measurement of radioactive isotopes using mass spectrometry2018

    • 著者名/発表者名
      鄭 建
    • 学会等名
      Japan-Korea Technology Information Exchange Seminar 2018, Japan Analytical Instruments Manufacturers's Association (JAIMA), Japan (招待講演)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Plutonium isotopes in seawater off Fukushima within two months after the accident2018

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng, Wu Men, Hai Wang, Yuichiro Kumamoto, Masatoshi Yamada, Shigeo Uchida
    • 学会等名
      Goldschmidt 2018, Geochemical Society and the European Association of Geochemistry(招待講演)(国際学会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rapid radiochemical separation and ultra-sensitive mass spectrometric analysis of actinides2018

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng
    • 学会等名
      Fukushima Research Conference on Development of Analytical Techniques in Waste management (FRCWM2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Release of plutonium isotopes from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident: distribution, source identification and dose estimation2018

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng
    • 学会等名
      The 3rd Global Chinese Congress of Radiation Research, The Chinese Committee of the ICRP(招待講演)(国際学会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simultaneous determination of ultra-trace level 237Np and Pu isotopes in soil/sediment samples by sector-field ICP-MS with a single-column chromatographic separation2018

    • 著者名/発表者名
      Zhaoya Huang, Youyi Ni, Hai Wang, Jian Zheng, Shigeo Uchida, Aya Sakaguchi
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会, 日本分析化学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Environmental dynamics of Pu isotopes released from the Fukushima nuclear accident2018

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng
    • 学会等名
      Fukushima University, 4th Annual Report Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultra-trace determination of Pu using SF-ICP-MS for a field study in Japan on soil to crop transfer of global fallout plutonium.2017

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng, Zhongtang Wang, Youyi Ni, Keiko Tagami, Shigeo Uchida
    • 学会等名
      Asia-Pacific Winter Conference of Plasma Chemistry (APWC 2017), Matsue, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Advance of mass spectrometric techniques for ultra-trace determination of radionuclides and its application in environmental radiochemistry2017

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng
    • 学会等名
      Xinda Lecture, College of Chemistry and Engineering, Peking University, China
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Radiochemical methods development and application based on the use of ICP-MS instruments2017

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng
    • 学会等名
      Nordic Nuclear Safety Research, NKS-B ICP User Seminar, Denmark
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tracing the Fukushima nuclear accident released radiocesium and Pu isotopes in the environment: the role of isotope ratio analysis for nuclear forensics.2017

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng
    • 学会等名
      Nuclear Emergency Expert Meeting (NEXT 2017), Hannover, Germany
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Pu distributin in seawater and sediments in the Pacific off Fukushima after the FDNPP accident2017

    • 著者名/発表者名
      Jian Zheng, T. Aono, M. Yamada, K. Tagami, S. Uchida
    • 学会等名
      Actinides 2017, Sendai, Japan
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Chapter, 1.The Key Role of Isotopic Analysis in Tracing the Fukushima Nuclear Accident-Released Pu and Radiocesium Isotopes in the Environment. In Nuclear Emergencies. Current Topics in Environmental Health and Preventive Medicine2019

    • 著者名/発表者名
      Youyi Ni, Jian Zheng, Qiuju Guo, Hai Wan
    • 総ページ数
      236
    • 出版者
      Nature Springer
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-02-21  

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