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高時間分解能化学形態別大気トリチウム捕集装置の開発と環境研究への応用

研究課題

研究課題/領域番号 17K00559
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 放射線・化学物質影響科学
研究機関弘前大学 (2019-2020)
核融合科学研究所 (2017-2018)

研究代表者

赤田 尚史  弘前大学, 被ばく医療総合研究所, 教授 (10715478)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードトリチウム / 環境放射能 / 水素エネルギー社会 / 水素分離技術 / 大気 / 高時間分解能 / トレーサー / 大気トリチウム / 膜分離
研究成果の概要

短時間での大気水蒸気の効率的捕集を目指し、ポリイミドメンブレンカラムを用いた大気水蒸気捕集システムを開発した。様々な環境条件したの屋外大気をカラムに導入し、水分回収量について検討を行った。このときの水分回収にはドライアイス-エタノールのコールドトラップを用い後段に吸湿カラムを取り付けた。また、ドライエアー出口部にも吸湿カラムを取り付け、重量により屋外絶対湿度と水分回収量から捕集効率を求めた。その結果、1日程度の捕集で絶対湿度の低い青森県の冬季でも90%以上の捕集効率が得られることが分かった。ここで得られた水分には不純物が混入していないことも確認され、直接トリチウム分析に利用できる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ポリイミド中空糸分離膜(以下「分離膜」)は、核融合工学研究の一環として除湿もしくは水分回収のために研究が進められてきた。そこで、この分離膜の一般環境条件化における濃縮基本特性を明らかにした。また、分離した水分の高効率回収系を確立し、高時間分解能低濃度レベル大気トリチウム捕集システムを開発した。現在、脱炭素社会の実現に向けて核融合炉の研究がすすめられ、今後実証炉が稼働する。一方、福島第一原子力発電所事故により大量に発生したトリチウムを含む処理水は、今後海洋への放出が予定されている。更に、水素エネルギー社会の実現に向けてトリチウムを含む水素の環境挙動の理解は不可欠である。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] University of Pannonia(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Pannonia(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Pannonia(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 210Pb and Major Ion Concentrations in Aerosols Collected in Qingdao, a Seaside Area of China2021

    • 著者名/発表者名
      Oumar Bobbo Modibo, Shinji Tokonami, Masahiro Hosoda, Yuki Tamakuma, Hu Jun, Miklos Hegedus, Eka Djatnika Nugraha, Saidou, Hirofumi Tazoe, Naofumi Akata, Yutaka Kanai, Fumitaka Yanagisawa, Renjian Zhang
    • 雑誌名

      Radiation Environment and Medicine

      巻: 10 ページ: 18-25

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of atmospheric 210Pb concentration and its relation to major ion species at Tsukuba, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Akata Naofumi、Iwata Chie、Nakada Miki、Tanaka Masahiro、Kakiuchi Hideki、Kovacs Tibor、Yanagisawa Fumitaka、Kanai Yutaka
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 327 号: 2 ページ: 755-760

    • DOI

      10.1007/s10967-020-07568-w

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Preliminary Investigation of Pretreatment Methods for Liquid Scintillation Measurements of Environmental Water Samples Using Ion Exchange Resins2020

    • 著者名/発表者名
      Nakasone, S., Yokoyama, S., Takahashi, T., Ota, M., Kakiuchi, H., Sugihara, S., Hirao, S., Momoshima, N., Tamari, T., Shima, N., Atarashi-Andoh, M., Fukutani, S., Ishimine, A., Furukawa, M., Tanaka, M., Akata, N.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 15 号: 0 ページ: 2405027-2405027

    • DOI

      10.1585/pfr.15.2405027

    • NAID

      130007846234

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2020-05-13
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low-volume Electrolytic Enrichment for Tritium Measurement Using Improved Solid Polymer Electrolyte System at NIFS and Its Application2020

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Akata, Chie Iwata, Akemi Kato, Masahiro Tanaka, Hirofumi Tazoe, Nagayoshi Shima, Kimpei Ichiyanagi, Miklos Hegedus, Gergo Bator, Tibor Kovacs, Hideki Kakiuchi
    • 雑誌名

      Radiation Environment and Medicine

      巻: 9 ページ: 93-97

    • NAID

      40022329373

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Isotope Composition and Chemical Species of Monthly Precipitation Collected at the Site of a Fusion Test Facility in Japan2019

    • 著者名/発表者名
      Akata Naofumi、Tanaka Masahiro、Iwata Chie、Kato Akemi、Nakada Miki、Kov?cs Tibor、Kakiuchi Hideki
    • 雑誌名

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      巻: 16 号: 20 ページ: 3883-3883

    • DOI

      10.3390/ijerph16203883

    • NAID

      120007193409

    • 関連する報告書
      2019 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] Determination of non-exchangeable organically bound tritium concentration in reference material of pine needles (NIST 1575a)2019

    • 著者名/発表者名
      Akata Naofumi、Kakiuchi Hideki、Shima Nagayoshi、Tamari Toshiya、Kov?cs Tibor
    • 雑誌名

      Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry

      巻: 319 号: 3 ページ: 1359-1363

    • DOI

      10.1007/s10967-018-6397-9

    • 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] Expiratory Testing as a Simple and Effective Bioassay Method for Screening Workers for Tritium Exposure in Fusion Test Facilities2018

    • 著者名/発表者名
      AKATA Naofumi、IWATA Chie、MIYAKE Hitoshi、TANAKA Masahiro
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 13 号: 0 ページ: 1305076-1305076

    • DOI

      10.1585/pfr.13.1305076

    • NAID

      130007437815

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2018-06-12
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atmospheric Concentration and Deposition Flux of Cosmogenic Beryllium-7 at Toki, Central Part of Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Akata, N., Shiroma, Y., Ikemoto, N., Kato, A., Hegedus, M., Tanaka, M., Kakiuchi, H., Kovacs, T.
    • 雑誌名

      Radiation Environment and Medicine

      巻: 7 ページ: 47-52

    • NAID

      40021475376

    • 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] Development of rapid sampling system of atmospheric water vapor for tritium measurement2018

    • 著者名/発表者名
      Akata, N., Kakiuchi, H., Tanaka, M., Shima, N., Shiroma, Y., Tokonami, S., Hosoda, M., Ishikawa, Y., Furukawa, M., Sanada, T.
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 13

    • NAID

      130007437798

    • 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
  • [雑誌論文] Concentrations of chemical components, including 210Pb, present in aerosols collected at Naha, Okinawa Prefecture, a sub-tropical region of Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Akata, N., Shiroma, Y., Furukawa, M., Kato, A., Kakiuchi, H., Hosoda, M., Kanai, Y., Yanagisawa, F.
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Health Physics

      巻: 53 ページ: 17-22

    • NAID

      130007384324

    • 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
  • [学会発表] 札幌市における大気水蒸気中トリチウム濃度の集中観測2019

    • 著者名/発表者名
      赤田尚史,柿内秀樹,岩田智恵,真田哲也
    • 学会等名
      2019年度日本雪氷学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 蔵王の樹氷(アイスモンスター)(2) -人工衛星画像を用いた越境大気汚染物質解析-2019

    • 著者名/発表者名
      保原雄大,赤田尚史,柳澤文孝
    • 学会等名
      雪氷研究大会2019山形
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 北海道札幌市で採取された降水のトリチウム濃度2019

    • 著者名/発表者名
      赤田尚史,岩田智恵,田中将裕,古川雅英,Kovacs Tibor,真田哲也
    • 学会等名
      第2回日本放射線安全管理学会・日本保健物理学会合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Sampling system of tritium for atmospheric environment2019

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Akata, Kovacs Tibor, Hideki Kakiuchi
    • 学会等名
      2nd Workshop on Radiation Research and Related Issues 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Determination of Non-Exchangeable Organically Bound Tritium concentration in reference material of pine needles (NIST 1575a)2018

    • 著者名/発表者名
      Akata, N., Kakiuchi, H., Shima, N., Tamari, T.
    • 学会等名
      VI. Terrestrial Radioisotopes in Environment International Conference on Environmental Protection
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高時間分解能大気水蒸気捕集システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      赤田尚史,田中将裕,柿内秀樹,城間吉貴,細田正洋,岩岡和輝,床次眞司,古川雅英,Tibor Kovacs,真田哲也
    • 学会等名
      2018年度日本雪氷学会東北支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 松葉標準試料(NIST-1575a)の非交換型OBT濃度2018

    • 著者名/発表者名
      赤田尚史,柿内秀樹,島長義,玉利俊哉
    • 学会等名
      日本保健物理学会第51回研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 極低濃度トリチウム計測手法を用いたトリチウム計測用バックグラウンド水の検討2017

    • 著者名/発表者名
      赤田尚史,城間吉貴,池本憲弘,細田正洋,柿内秀樹,床次眞司,古川雅英,下道國,岩岡和輝
    • 学会等名
      日本保健物理学会第50回研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of rapid sampling system of atmospheric water vapor for tritium measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Akata, N., Kakiuchi, H., Tanaka, M., Shima, N., Shiroma, Y., Tokonami, S., Hosoda, M., Ishikawa, Y., Furukawa, M., Sanada, T.
    • 学会等名
      Joint meeting of 26th International Toki conference and 11th Asia Plasma & Fusion Association Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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