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環境中の極微量人工放射性U-233測定の挑戦

研究課題

研究課題/領域番号 18K19849
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分63:環境解析評価およびその関連分野
研究機関筑波大学

研究代表者

坂口 綾  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (00526254)

研究分担者 山崎 信哉  筑波大学, 数理物質系, 助教 (70610301)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードウラン同位体 / 加速器質量分析 / 物質循環 / 人工放射性核種 / 環境動態 / 極微量放射性核種 / 人工ウラン同位体 / 海水 / 極微量核種測定 / ウラン吸着剤 / ウラン / トレーサー / 極微量核種分析 / 質量分析 / 海洋循環
研究成果の概要

人類の核活動により環境中に放出されていることが予想されていたU-233であったが、環境試料1グラムあたりの存在量はアトグラム極微量でありその測定は困難であった。本研究では、環境試料のための化学分離法の検討や加速器質量分析の高感度化により、できるだけ簡便にU-233も含む環境中のウラン同位体分析法の確立に尽力してきた。その結果、サンゴや堆積物では数グラムの試料、表層海水では数リットルの試料中でU-233および他のウラン同位体測定に成功した。これにより地球表層環境にいつ、どれだけのU-233が供給されたかを初めて明らかにできた。この成果は学会や論文として発表され、多分野への応用が期待されている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

環境中の人工放射性ウランは、放射線防護や放射能による環境影響評価において重要なだけではなく、その物理化学的性質から環境動態を明らかにするツールとして有用である。そのため、本研究により環境中の極微量U-233の測定が実現したことは、物理や化学の基礎科学的な分野から動植物含めた環境評価や地球科学分野への応用、また今後ますます重要となる核鑑識や保証措置技術への貢献など様々な分野への波及効果は大きい。特に環境中には極微量のウラン同位体U-236も存在していることから、これらU同位体の濃度とともに、U-233/U-236比を利用することによる応用研究のポテンシャルは計り知れない。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ドレスデン・ロッセンドルフ研究所/カールスルーエ研究所(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Univ. of Vienna(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Karlsruhe Institute of Technology(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Technical University of Denmark(デンマーク)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Developing Accelerator Mass Spectrometry Capabilities for Anthropogenic Radionuclide Analysis to Extend the Set of Oceanographic Tracers2022

    • 著者名/発表者名
      Hain Karin, Martschini Martin, Gulce Fadime, Honda Maki, Lachner Johannes, Kern Michael, Pitters Johanna, Quinto Francesca, Sakaguchi Aya, Steier Peter, Wiederin Andreas, Wieser Alexander, Yokoyama Akihiko, Golser Robin,
    • 雑誌名

      Frontiers in Marine Science

      巻: 9 ページ: 1-17

    • DOI

      10.3389/fmars.2022.837515

    • 関連する報告書
      2021 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] 233U/236U signature allows to distinguish environmental emissions of civil nuclear industry from weapons fallout2020

    • 著者名/発表者名
      K. Hain, P. Steier, M. B. Froehlich, R. Golser, X. Hou, J. Lachner, T.Nomura, J. Qiao, F. Quinto, A. Sakaguchi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11, 1275 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15008-2

    • 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
  • [学会発表] 別府湾堆積物に存在する極微量放射性核種ウランの同位体の分析-人新世の時代区分定義への取り組み2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 穂高; 坂口 綾; 高久雄一; 加三 千宣; Karin Hain; Andreas Wiederin; 山崎 信哉; 末木 啓介
    • 学会等名
      第 23 回「環境放射能」研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 極微量人工放射性核種233Uと236Uの海洋循環デュアルトレーサー利用に向けた海水中U濃縮法の検討2021

    • 著者名/発表者名
      阿部美波,坂口綾,瀬古典明,保科宏行,山崎信哉,末木啓介
    • 学会等名
      第22回環境放射能研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Accelerator mass spectrometry analyses of ultra-trace radionuclides in the environment - application to geoscience studies -2021

    • 著者名/発表者名
      Aya SAKAGUCHI
    • 学会等名
      Forum for Nuclear Cooperation in Asia
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] TRIOS

    • URL

      https://trios.tsukuba.ac.jp/ja/researchers/0000003614

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 筑波大学研究者総覧(坂口綾)

    • URL

      https://trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000003614

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] ホームページ(坂口綾)

    • URL

      http://www.ied.tsukuba.ac.jp/~ayaskgc/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 論文 坂口准教授の共著論文がNature Communicationsに掲載されました

    • URL

      http://www.ied.tsukuba.ac.jp/2020_sakaguchi_ronbun/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2023-01-30  

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