| 研究課題/領域番号 |
21K04956
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31010:原子力工学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
浅井 志保 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (10370339)
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| 研究分担者 |
堀田 拓摩 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 大熊分析・研究センター, 技術・技能職 (20767678)
昆 慶明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (80709634)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | レーザーアブレーション / ICP-MS / Sr-90 / 同位体希釈質量分析法 / 放射性廃棄物 / トリプル四重極 / 同位体希釈 / 汚染水 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
福島第一原発の汚染水処理に使用された吸着材等を安全に処分するには、放射能評価が不可欠である。Cs-137と並んで評価重要度の高いSr-90を分析する際は、測定前に溶液状態で化学分離して干渉成分を除去する必要があり、高線量のため溶液化できない廃吸着材中Sr-90は分析困難である。本課題ではレーザーアブレーション（LA）-トリプル四重極（TQ）-誘導結合プラズマ質量分析計（ICP-MS）の『固体試料導入機能』と『装置内干渉除去機能』を利用し、同位体希釈質量分析法（IDMS）の原理に基づき含Sr-86標準固体（顆粒体）を少量の試料に “混ぜるだけ”でSr-90を測定できる新しい分析法を提案する。
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| 研究実績の概要 |
福島第一原発では、汚染水の処理で発生した廃吸着材が大量に蓄積されている。これらを安全に処分するには、廃吸着材中の放射能を実測する必要がある。Cs-137と並ぶ主要な汚染要因核種Sr-90は、β線測定器あるいは誘導結合プラズマ質量分析計（ICP-MS）で定量する。いずれの方法においても試料の溶液化処理が不可欠であるが、廃吸着材は高線量であり長時間の取り扱いは現実的でない。そこで本研究では、固体試料測定を実現できる仕組みを備えるレーザーアブレーション（LA）-ICP-MSに着目し、廃吸着材中Sr-90の直接測定法を検討するとともに、その実用性を評価した。溶液に比べて不均質な固体試料を直接測定するLA-ICP-MSでは、得られる計数シグナルの変動幅が大きくなる。このため、変動の影響を回避できる「同位体比」測定し同位体希釈質量分析法（IDMS）によってSr-90を定量する方法を考えた。市販のSr吸着材（Sr Resin）を用いてモデル吸着材を作製し、LA-ICP-MSでSr同位体比を測定したところ、各Sr同位体比の測定精度は1 %～2 %程度であり、溶液測定と同等の精度が実現できることが確認できた。得られた測定精度に基づき、Sr-90を含む2種類の試料の溶液測定実測値（各Sr同位体の組成、Sr濃度）を参照値として、IDMSによるSr-90定量値の不確かさをシミュレーションした。なお、ここでは、IDMS用の標準物質としてSr-86濃縮同位体標準を用いた。その結果、Sr-86濃縮同位体標準と試料の混合比を適切に設定することによって、溶液測定と同等精度でSr-90を定量できる見込みが得られた。
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