二次イオン質量分析法によるホウ素同位体比測定法の開発とその物質循環研究への応用

• 研究課題/領域番号: 18540481
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 地球宇宙化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 天川 裕史 東京大学, 海洋研究所, 准教授 (60260519)
• 研究分担者: 高畑 直人 東京大学, 海洋研究所, 助教 (90345059)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,800千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 300千円); 2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2006年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: ホウ素 / 同位体比 / SIMS / 標準試料 / NIST951 / 大気試料 / 海水 / 温泉水 / 大気 / NTIMS

研究概要

二次イオン質量分析計(SIMS)によるホウ素同位体比の基礎的な分析手法の検討を行い、標準試料(NIST951)と併せ幾つかの実試料(海水、温泉水、大気の凝縮水)のホウ素同位体比の測定を行った。
SIMS(使用機器はNanoSIMS)の測定にはシリコンウェハー上で試料溶液を赤外線ランプで乾固したものを供した。その際、従来は測定試料中のホウ素の散逸を防ぐため、ホウ素を除去した海水の添加を行う手法が推奨されてきた。しかし、NanoSIMSによる分析においては海水を標準試料や温泉水に添加するとホウ素のビーム強度はむしろ何も添加しない場合に比べ著しく低下し、この手法は必ずしも有効ではないことが示された。
海水試料については単に乾固したものとその上に金の蒸着を行ったものの分析を行った。金の蒸着を行っていない海水のδ^<11>B値を直近のNIST951の測定値を用い計算すると+32〜+73となり、推奨値の+39.5とは異なる値となった。一方、金の蒸着を行った海水のδ^<11>B値を同様に金の蒸着を行ったNIST951の測定値を用い計算すると+44〜+46となり、より推奨値に近い値となった。金の蒸着にはブランクめ問題が懸念されるものの、確度の高い分析を行う上では有効かもしれない。
温泉水試料のδ^<11>B値は+2.6と+5.6となり、Kanzaki, et. al.(1979)やNomura, et. al.(1979)やNomura, et. al.(1982)による日本の火山ガスの値の範囲(+2.3〜+21.4)の値となった。また、大気試料のδ^<11>B値(+1.7)は、Miyata, et. al.(2000)により報告されている東京大学海洋研究所周辺で採取した大気試料の分析値(-5.1、-1.8、+5.0)と大きくは異なっていない。これらの事実は、NanoSIMSは天然試料のホウ素同位体比の分析に十分堪えうることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Ultra-sensitive detection of p-process nuclide ^<146>Sm produced by (γ, n), (p,pn ε) and (n, 2n) reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita N., Hashimoto, T. Nakanishi, A. Yokoyama, H. Amakawa, T. Mitsugashira, T. Ohtsuki, N. Takahashi, I. Ahmad, J. P. Greene, D. J. Henderson, C. L. Jiang, M. Notani, R. C. Pardo, N. Patel, K. E. Rehm, R. Scott, R. Vondrasek, L. Jisonna, P. Collon, D. Robertson, C. Schmitt, X. D. Tang, Y. Kashiv, H. Nassar I and M. Paul
  • 雑誌名: Journal of Physics-G: Nuclear and Particle Physics Sciences 35 ページ: 1010880954-389935
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion microprobe Sr isotope analysis of carbonates with about five micrometer spatial resolution: an example from an ayu otolith (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sano, K. Shirai, N. Takahata, H. Amakawa and T. Otake
  • 雑誌名: Applied Geochemistry (印刷中)(掲載確定)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultra-sensitive detection of p-process nuclide ^<146>Sm produced by(γ, n),(p, pn ε) and(n, 2n) reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Kinoshita, et. al. (5th author in 26 authors)
  • 雑誌名: Journal of Physics-G : Nuclear and Particle Physics Sciences 35
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ion microprobe Sr isotope analysis of carbonates with about five micrometer spatial resolution : an example from an ayu otolith (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Sano, K. Shirai, N. Takahata, H. Amakawa and T. Otake
  • 雑誌名: Applied Geochemistry (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ultra-sensitive detection of p-process nuclide^ <146>Sm produced by (γ,n),(p,pnε) and (n,2n)reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita N., Hashimoto, T. Nakanishi, A. Yokoyama, H, Amakawa, . T. Mitsugashira T. Ohtsuki, N, Takahashi. I. Ahmad, J.P. Greene, D.J. Henderson, C.L. Jiang, M. Notani, R.C. Pardo, N. Puel, K.E. Rehm, R. Scott, R. Vondmsek, L. Jisonna, P. Collon, D. Robetson,,X D. Tang, Y, Kashiv, H,Nassar and M.Paul
  • 雑誌名: Journal of Physics-G: Nuclear and Particle Physics Sciences 35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise determination of the cerium isotopic composition of surface seawater in the Northwest Pacific Ocean and Tokyo Bay (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Tazoe, H. Obata, H. Amakawa, Y. Nozaki and T. Gamo
  • 雑誌名: Marine Chemistry 103 ページ: 1-14
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical distribution of Scandium in the North Central Pacific (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Amakawa, M. Nomura, K. Sasaki, Y. Oura and M. Ebihara
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Technological development for half-life measurement of^<146> Smnuclide (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita N., T. Hashimoto, T. Nakanishi, A. Yokoyama, H. Amakawa, T. Mitsugashira, T. Ohtsuki, N. Takahashi, I. Ahmad, J. P. Greene, D. J. Henderson, C. L. Jiang, M. Notani, R. C. Pardo, N. Patel, K. E. Rehm, R. Scott, R. Vondrasek, L. Jisonna, P. Cllon,D. Robertson, C. Schmitt,X. D. Tang, Y. Kashiv and M. Paul
  • 雑誌名: Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences 8 ページ: 109-112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical distribution of scandium in the North Central Pacific (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Amakawa, M. Nomura, K. Sasaki, Y. Oura and M. Ebihara
  • 雑誌名: Geophysical Research Letters 34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Technological development for half-life measurement of ^<146>Sm nuclide (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Kinoshita, et. al. (5th author in 25 authors)
  • 雑誌名: Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences 8 ページ: 109-112
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Technological development for half-life measurement of^< 146>Sm nucide (2007)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita N., T. Hashimoto, T. Nakanishi, A. Yokoyama, H, Amakawa T. Mitsロgasira T. Ohtsuki, N. Takahashi, I. Ahmad, J. P. Greene, D. J. Henderson C.L. Jiang, M. Notani, R.C. Pardo, N. Patel, K.E. Rehm, R. Scott, R. Vondrasek, L. Jisonna, P.Collon, D. Robertson, C.Schmitt, X.D. Tang, Y,KashivandM.Paul
  • 雑誌名: Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences 8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Precise determination of the cerium isotopic composition of surface seawater in the Northwest Pacific Ocean and Tokyo (2007)
  • 著者名/発表者名: H.Tazoe, H.Obata, H.Amakawa, Y.Nozaki, T.Gamo
  • 雑誌名: Marine Chemistry 103 ページ: 1-14
• [学会発表] アユ耳石のストロンチウム安定同位体比 (2007)
  • 著者名/発表者名: 鈴木隆史、高橋俊郎、天川裕史、大竹二雄
  • 学会等名: 平成19年度日本水産学会秋季大会
  • 発表場所: 函館(北海道)
  • 年月日: 2007-09-25
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Srisotopic composition in Ayu otolith (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Suzuki, T. Takahashi, H. Amakawa and T. Otake
  • 学会等名: 2007 Fall Meeting of The Japanese Society of Fisheries Science
  • 発表場所: Hakodate(Japan)
  • 年月日: 2007-09-25
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 二次イオン質量分析計を用いたアユ耳石中のストロンチウム同位体測定 (2007)
  • 著者名/発表者名: 佐野有司、白井厚太朗、高畑直人、天川裕史、大竹二雄
  • 学会等名: 2007年度日本地球化学会
  • 発表場所: 岡山(岡山)
  • 年月日: 2007-09-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Ion microprobe Sr isotopic analysis of Ayu otolith (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Sano, K. Shirai, N. Takahata, H. Amakawa and T. Otake
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the Geochemical Society of Japan
  • 発表場所: Okayama(Japan)
  • 年月日: 2007-09-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] マンガンクラスト中の鉛同位体比測定法の検討-Nano-SIMSとMC-ICP-MS法の比較 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高田雄一郎、谷水雅治、高畑直人、天川裕史、佐野有司
  • 学会等名: 2007年度日本地球化学会
  • 発表場所: 岡山(岡山)
  • 年月日: 2007-09-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Comparison of MC-ICP-MS and NanoSIMS methods for measurement of lead isotopic ratios in ferromanganese crust (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Takata, M. Tanimizu, N. Takahata, H. Amakawa and Y. Sano
  • 学会等名: 54th Annual Meeting of the Geochemical Society of Japan
  • 発表場所: Okayama(Japan)
  • 年月日: 2007-09-19
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Determination of lead isotopic ratios in ferromanganese crust by using MC-ICP-MS and NanoSIMS (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Takata, M. Tanimizu, N. Takahata, H. Amakawa, Y. Sano
  • 学会等名: The 17th Annual Goldschmidt Conference
  • 発表場所: ケルン(ドイツ)
  • 年月日: 2007-08-20
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Minor and trace element geochemistry of a branching coral Acroporasp skeleton (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Shirai, N. Takahata, H. Amakawa, T. Watanabe, T. Kawashima, K. Sowa, Y. Sano
  • 学会等名: The 17th Annual Goldschmidt Conference
  • 発表場所: ケルン(ドイツ)
  • 年月日: 2007-08-20
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Determination of lead isotopic ratios in ferromanganese crust by using MC-ICP-MS and NanoSIMS (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Takata, M. Tanimizu, N. Takahata, H. Amakawa and Y. Sano
  • 学会等名: The 17th Annual Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Cologne(Germany)
  • 年月日: 2007-08-20
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Minor and trace element geochemistry of a branching coral Acropora sp skeleton (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Shirai, N. Takahata, H. Amakawa, T. Watanabe, T. Kawashima, K. Sowa and Y. Sano
  • 学会等名: The 17th Annual Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Cologne(Germany)
  • 年月日: 2007-08-20
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 海洋化学分野へのアイクロムレジンの応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 天川裕史
  • 学会等名: 第7回抽出クロマトグラフィー用ResinおよびそのPacked Columnsに関するユーザーズセミナー
  • 発表場所: お茶の水(東京)
  • 年月日: 2007-05-29
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Application of Eichrom Resins to marine chemistry (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Amakawa
  • 学会等名: The 7th Eichrom users' seminar for the extraction chromatography
  • 発表場所: Tokyo(Japan)
  • 年月日: 2007-05-29
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Nano-SIMSを用いた耳石中のSr同位体比測定 (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐野有司、高畑直人、白井厚太朗、天川裕史、大竹二雄
  • 学会等名: 2006年度質量分析学会同位体比部会
  • 発表場所: 鬼怒川(栃木)
  • 年月日: 2006-11-08
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Nano-SIMSを用いたマンガンクラスト中の鉛同位体比測定の試み (2006)
  • 著者名/発表者名: 高田雄一郎、高畑直人、天川裕史、佐野有司
  • 学会等名: 2006年度質量分析学会同位体比部会
  • 発表場所: 鬼怒川(栃木)
  • 年月日: 2006-11-08
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Sr isotopic analysis of Ayu otolith using NanoSIMS (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Sano, N. Takahata, K. Shirai, H. Amakawa and T. Otake
  • 学会等名: 2006 Annual Meeting of Isotope-Ratio Mass Spectrometry, The Mass Spectrometry Society of Japan
  • 発表場所: Tochigi(Japan)
  • 年月日: 2006-11-08
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Pb isotopic analysis of ferromanganese crust using NanoSIMS (2006)
  • 著者名/発表者名: Y. Takata, N. Takahata, H. Amakawa and Y. Sano
  • 学会等名: 2006 Annual Meeting of Isotope-Ratio Mass Spectrometry, The Mass Spectrometry Society of Japan
  • 発表場所: Tochigi(Japan)
  • 年月日: 2006-11-08
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Nd isotopic composition in Northcentral Pacific Ocean (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Amakawa, K Sasaki, M. Ebihara
  • 学会等名: The 16th Annual Goldschmidt Conference
  • 発表場所: メルボルン(オーストラリア)
  • 年月日: 2006-08-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Nd isotopic composition in Northcentral Pacific Ocean (2006)
  • 著者名/発表者名: H. Amakawa, K. Sasaki and M. Ebihara
  • 学会等名: The 16th Annual Goldschmidt Conference
  • 発表場所: Melbourne(Australia)
  • 年月日: 2006-08-28
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より