放射化学的手法を用いたハロゲンの地球化学の新展開

• 研究課題/領域番号: 18H01312
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分17040:固体地球科学関連
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 関本 俊 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (10420407)
• 研究分担者: 白井 直樹 東京都立大学, 理学研究科, 助教 (00599805)
• 研究期間 (年度): 2018 – 2021
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2021年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2018年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
• キーワード: 放射化学的中性子放射化分析法 / 機器中性子放射化分析法 / ハロゲン元素 / USGS標準岩石 / ハロゲン / 中性子放射化分析 / 地球化学 / 標準物質 / 放射化分析 / シェール / 標準岩石 / 放射化学的中性子放射化分析 / 頁岩

研究実績の概要

ハロゲン元素(Cl, Br, I)は元素間で揮発性が大きく異なるため、各物質中におけるハロゲン元素存在度から、その成因や編成の履歴を議論する上で有効な元素である。しかし、ハロゲン元素は定量が困難であることから、地球化学的に興味深い未知資料はおろか、標準物質においてさえ、信頼できるデータがほとんどなく、それゆえハロゲン元素を用いた地球科学に関する研究は制限されてきた。本研究では、研究代表者らが開発・改良した手法を用いて、様々標準物質にハロゲン元素の正確な定量値を与え、ハロゲン元素を用いた地球化学の学術基盤を確立する。得られたデータを体系化し、地球上の物質中のハロゲン元素の分布を知る。また、ハロゲン元素を用いた地球化学研究の例として、ヨウ素濃度の濃縮が知られるシェール岩石に注目し、ハロゲン元素の定量を行う。その結果からヨウ素の濃縮機構の解明を試み、地球化学分野のさらなる深化やエネルギー・資源問題に貢献する。具体的には、「地球上の物質(岩石、地殻、堆積物)にハロゲン元素はどのように分布しているのか?」という問いに答えるべく、研究を進める。
2022年度は、アメリカの地質調査所(USGS)が発行する標準岩石試料について、RNAA (Radiochemical Neutron Activation Analysis, 放射化学的中性子放射化分析法)とINAA (Instrumental neutron activation analysis, 機器中性子放射化分析法)を行い、ハロゲン元素の定量を行なった。INAAを用いてハロゲン元素の定量が行えたUSGSの標準岩石試料は限られるが、RNAAとINAAで得られたハロゲン元素の定量値の比較を行い、RNAAの値の確度の確認を行なった。今後は、上記試料を含む各国の標準資料を繰り返し分析することにより、ハロゲン元素の均一性を評価し、ハロゲン元素を用いた地球化学の学術基盤を確立することを目指す。信頼性の高いデータを持った標準資料は、分析精度を高めるもの、あらゆる議論の基盤となるものとして、その値が多くの地球化学者に利用され、世界的に大きな貢献をすることが期待される。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Creation of Mo/Tc@C₆₀ and Au@C₆₀ and molecular-dynamics simulations (2021)
  • 著者名/発表者名: Ohtsuki Tsutomu、Manjanath Aaditya、Ohno Kaoru、Inagaki Makoto、Sekimoto Shun、Kawazoe Yoshiyuki
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 11 号: 32 ページ: 19666-19672
  • DOI: 10.1039/d0ra10196f
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Precise determination of iridium by neutron activation analysis coupled with internal standard method (2020)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Miura, Yuto Iinuma, Shun Sekimoto
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 巻: 324 号: 3 ページ: 1007-1012
  • DOI: 10.1007/s10967-020-07152-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation of variations in cobalt and europium concentrations in concrete to prepare for accelerator decommissioning (2020)
  • 著者名/発表者名: Go Yoshida, Koichi Nishikawa, Hajime Nakamura, Hiroshi Yashima, Shun Sekimoto, Taichi Miura, Kazuyoshi Masumoto, Akihiro Toyoda, Hiroshi Matsumura
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 巻: 325 号: 3 ページ: 801-806
  • DOI: 10.1007/s10967-020-07212-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Basic consideration of a nuclear power monitoring system using neutron-in duced prompt gamma rays (2020)
  • 著者名/発表者名: Koichi Okada, Atsushi Fushimi, Shun Sekimoto, Tsutomu Ohtsuki
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Science and Technology 巻: 57 号: 5 ページ: 514-522
  • DOI: 10.1080/00223131.2019.1699187
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of 99Mo/99mTc by photonuclear reaction using a nat-MoO3 target (2020)
  • 著者名/発表者名: M. Inagaki, S. Sekimoto, W. Tanaka, T. Tadokoro, Y. Ueno, Y. Kani, T. Ohtsuki
  • 雑誌名: Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 巻: in press 号: 2 ページ: 681-686
  • DOI: 10.1007/s10967-020-07086-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Teshima pyroclastics: Onset of characteristic Setouchi magmatism induced by slab melting at 14.8 Ma (2020)
  • 著者名/発表者名: Nakaoka Reina、Kado Soko、Hasegawa Shuichi、Suzuki‐Kamata Keiko、Ishizuka Osamu、Sekimoto Shun、Kawabata Hiroshi、Tatsumi Yoshiyuki
  • 雑誌名: Island Arc 巻: 30 号: 1
  • DOI: 10.1111/iar.12378
  • 査読あり
• [雑誌論文] 放射化分析法を用いた固体地球化学試料中のハロゲン及び微量元素の定量 (2019)
  • 著者名/発表者名: 関本俊
  • 雑誌名: 放射化学 巻: 39 ページ: 1416-1416
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Production of medical radioactive nuclides using an electron linear accelerator (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Tadokoro, Yuichiro Ueno, Yuko Kani, Shun Sekimoto, and Tsutomu Ohtsuki
  • 雑誌名: JAEA-Conf 2018-001 巻: INDC(JPN)-204 ページ: 7580-7580
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] A new detector system for the measurement of high-energy prompt gamma-rays for low-energy neutron induced fission (2018)
  • 著者名/発表者名: H. Makii, K. Nishio, K. Hirose, R. Orlandi, R. Leguillon, T. Ogawa, T. Soldner, F.-J. Hambsch, M. Aiche, A. Astier e, S. Czajkowski, R. Frost, S. Guo, U. Koster, L. Mathieu, T. Ohtsuki, C.M. Petrache, A. Pollitt, S. Sekimoto, K. Takamiya, I. Tsekhanovich
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 巻: 906 ページ: 88-96
  • DOI: 10.1016/j.nima.2018.07.055
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Chemical characteristics of Ryugu particles returned by the Hayabusa2 spacecraft (2022)
  • 著者名/発表者名: N. Shirai, M. Ito, N. Tomioka, M. Uesugi, A. Yamaguchi, N. Imae, T. Ohigashi, M.-C. Liu, R. Greenwood, M. Kimura, S. Sekimoto, K. Uesugi, A. Nakato, K. Yogata, H. Yuzawa, Y. Kodama, M. Yasutake, K. Hirahara, A. Takeuchi, I, Sakurai, I. Okada, K. Karouji, T. Yada, M. Abe
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2022年大会
• [学会発表] 福島原発事故に由来する不溶性微粒子の模擬生成 (2022)
  • 著者名/発表者名: 稲垣誠、関本俊、高宮幸一、沖雄一、大槻勤
  • 学会等名: 日本放射化学会第66回討論会
• [学会発表] Isotopic compositions of noble gases and nitrogen in the Ryugu samples returned by Hyabusa2 (2022)
  • 著者名/発表者名: R. Okazaki et al.,
  • 学会等名: 53rd Lunar and Planetary Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Hayabusa2 returned samples: Unique and pristine record of solar system materials from asteroid Ryugu (2022)
  • 著者名/発表者名: M Ito et al.,
  • 学会等名: 53rd Lunar and Planetary Science Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 福島原発事故に由来する不溶性放射性微粒子の模擬生成実験 (2022)
  • 著者名/発表者名: 稲垣誠、関本俊、高宮幸一、沖雄一、大槻勤
  • 学会等名: 第23回「環境放射能」研究会
• [学会発表] 電子線形加速器を利用したAc-225製造スケールアップ試験 (1)Ra-226 試料作製及び制動放射線照射試験 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田所 孝広、前田 瑞穂、西田 賢人、上野 雄一郎、可児 祐子、渡辺 敬仁、伊藤 雅春、佐々木 貴裕、菊永 英寿、柏木 茂、白崎 謙次、大槻 勤、関本 俊、稲垣 誠
  • 学会等名: 日本原子力学会 2021年秋の大会
• [学会発表] 電子線形加速器を利用したAc-225製造スケールアップ試験 (2)Ac-225の分離精製及び定量評価 (2021)
  • 著者名/発表者名: 前田 瑞穂、 田所 孝広、西田 賢人、上野 雄一郎、可児 祐子、渡辺 敬仁、伊藤 雅春、佐々木 貴裕、菊永 英寿、柏木 茂、白崎 謙次、大槻 勤、関本 俊、稲垣 誠
  • 学会等名: 日本原子力学会 2021年秋の大会
• [学会発表] 福島原発事故に由来する不溶性微粒子のレーザー加熱法による模擬生成実験 (2021)
  • 著者名/発表者名: 稲垣誠、関本俊、高宮幸一、沖雄一、大槻勤
  • 学会等名: 日本放射化学会第65回討論会(2021)
• [学会発表] Generation and analysis of the radioactive particles emitted from the Fukushima nuclear accident (2020)
  • 著者名/発表者名: M. Inagaki, R. Sato, S. Sekimoto, K. Takamiya, Y. Oki, T. Ohtsuki
  • 学会等名: Goldschmidt2020
  • 国際学会
• [学会発表] 福島原発事故に由来する放射性微粒子の分析および模擬生成実験 (2020)
  • 著者名/発表者名: 稲垣誠、佐藤諒、関本俊、高宮幸一、沖雄一、大槻勤
  • 学会等名: 日本放射化学会第64回討論会(2020)
• [学会発表] Halogen contents in meteorites (1) Carbonaceous chondrites (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Ebihara and S. Sekimoto
  • 学会等名: 50th Lunar and Planetary Science Conference 2019
  • 国際学会
• [学会発表] RADIOCHEMICAL AND INSTRUMENTAL NEUTRON ACTIVATION ANALYSIS USING KYOTO UNIVERSITY REACTOR (2018)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, S. & Ohtsuki, T.
  • 学会等名: Methods & Applications of Radioanalytical Chemistry
  • 国際学会
• [学会発表] 放射化分析法を用いた固体地球化学試料中のハロゲン及び微量元素の定量 (2018)
  • 著者名/発表者名: 関本俊
  • 学会等名: 2018日本放射化学会年会・第62回放射化学討論会
  • 招待講演
• [学会発表] 電子線形加速器を利用した医療用核種製造システムの開発 Mo99-Tc99m製造のためのMo照射ターゲットの検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川上 智彦，ジャン ジェウン，鈴木祐未，津口 明，蓼沼克嘉，関本 俊，上坂 充，大槻 勤
  • 学会等名: 2018日本放射化学会年会・第62回放射化学討論会
• [学会発表] 荷電粒子放射化分析法の放射性核種分析への適用性検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 川上 智彦，岡﨑 航大，田仲 睦，浅井 雅人，塚田 和明，関本 俊，大槻 勤
  • 学会等名: 2018日本放射化学会年会・第62回放射化学討論会
• [学会発表] 機器中性子放射化分析と同位体希釈誘導結合プラズマ質量分析法によるクロム鉄鉱試料（GPt-5）の白金族元素の定量 (2018)
  • 著者名/発表者名: 白井直樹、Rabeya Akhter, 海老原充
  • 学会等名: 2018日本放射化学会年会・第62回放射化学討論会
• [学会発表] NiS fire-assay法と同位体希釈ICP-MSで得られた白金族元素濃度の評価 (2018)
  • 著者名/発表者名: 白井直樹, 海老原充
  • 学会等名: 2018年度日本地球化学会年会
• [学会発表] The effect of possible contamination from sample holders on samples returned by Hayabusa2 (2018)
  • 著者名/発表者名: Naoki Shirai, Yuzuru Karouji, Kazuya Kumagai, Masayuki Uesugi, Kaori Hirahara, Motoo Ito, Naotaka Tomioka,Kentaro Uesugi, Akira Yamaguchi, Naoya Imae, Takuji Ohigashi, Toru Yada and Masanao Abe
  • 学会等名: Hayabusa 2018 Symposium
  • 国際学会
• [学会発表] 炉内中性子誘導即発ガンマ線による核計装システムの基礎検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 岡田 耕一，田所 孝広，伏見 篤，関本 俊，大槻 勤
  • 学会等名: 日本原子力学会 秋の大会 2018
• [備考] 研究代表者が所属する研究室のHPの業績蘭
  • URL: http://www.rri.kyoto-u.ac.jp/IPA/gyousekilist.html