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高精度かつ簡易な環境トリチウム計測手法の確立と日本のバックグラウンド濃度測定

研究課題

研究課題/領域番号 23K21756
補助金の研究課題番号 21H03607 (2021-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2021-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分63040:環境影響評価関連
研究機関弘前大学

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)

研究分担者 田中 将裕  核融合科学研究所, 研究部, 准教授 (00435520)
真田 哲也  北海道科学大学, 保健医療学部, 教授 (00544272)
柿内 秀樹  公益財団法人環境科学技術研究所, 環境影響研究部, 研究員 (20715479)
平尾 茂一  福島大学, 環境放射能研究所, 准教授 (30596060)
田副 博文  弘前大学, 被ばく医療総合研究所, 准教授 (60447381)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
キーワードトリチウム / モニタリング / 簡易手法 / バックグラウンド濃度 / 低濃度検出 / 高精度 / 簡易計測
研究開始時の研究の概要

福島第一原子力発電所事故に伴うトリチウムを含む処理水の海洋放出、使用済み核燃料再処理施設の本格操業、核融合開発を受け、トリチウムに対する一般公衆からの関心が高まっている。しかし、トリチウムは低エネルギーベータ線を放出する放射性核種であるため、環境試料の採取、保管、前処理、計測、といった一連の作業工程が煩雑である。本研究では、トリチウム計測に携わる多くの方が抱える課題を解決するため、簡易で迅速に環境トリチウムを計測するための資料採取法、前処理法を確立し、日本国内における環境トリチウムのバックグラウンド濃度を明らかにする。

研究実績の概要

近年、国民の“トリチウム”に対する関心は高い。この「トリチウム」の環境・健康影響を明らかにするためには、環境中に低濃度で存在するトリチウムを高精度で計測する必要がある。そのため、一般に公開されているデータは極めて少ない。福島原発周辺地域の住民からは、「多くの環境トリチウムデータの公開が風評被害の払しょくに繋がる」との声も上がっている。この問題をクリアするためには、高精度・簡易環境トリチウム計測法を開発することが重要である。そこで、これまでの核融合工学研究で培った技術と環境放射能研究によるの経験を活かし、①固体高分子膜電解濃縮装置の高効率化による高精度測定前処理手法の確立、②パッシブ型大気トリチウム簡易モニタリング装置の開発、③簡易・自動有機結合型トリチウム前処理手法の確立を行う。また開発した手法により日本の一般環境におけるトリチウムのバックグラウンド濃度とその分布を明らかにするとともに、トリチウムと安定・放射性同位体を組み合わせたマルチアイソトープ手法により気圏-陸圏-水圏における人為起源トリチウムの環境影響診断手法の確立を目指す。
①については、良好なデータを得ることができ、成果を論文として投稿した。②については、疎水性触媒を用いた大気中HTも同時に捕集できるサンプラーについて検証し、良好なデータを得ることができた。③について、魚試料の燃焼を行い、質量分析法による測定結果と比較した結果、良好な結果を得ることができた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究では4つの項目について検討することを計画している。3年目までに、極低濃度試料の測定に向けた固体高分子膜電解濃縮装置の改良と大容量試料を対象とした濃縮効率の最適化を終えた。パッシブ型大気中HTO+HT捕集システムの開発では、フィールドにおいてアクティブサンプリング手法との比較実験を行い、良好な結果を得ることができた。有機結合型トリチウム分析に関する検討では、北海道で採取された淡水魚の非交換型フラクションを対象に比較実験を行い良好な結果を得た。バックグラウンド濃度の把握として、福島県富岡町での降水採取も開始した。これらすべての項目において予定に近い成果を得ており、順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

最終年である2024年は、確立した改良型固体高分子膜電解濃縮装置を用いた太平洋沖合海水のトリチウム測定を実施する。また、岐阜県土岐市においてパッシブ型HTO+HT捕集システムを活用したフィールド観測も継続する。有機結合型トリチウム分析については、海草や海産物を対象に実験を進め、トリチウム処理水の海洋放出による影響を評価する。更に、これまでにネットワーク観測で降水採取した札幌、弘前、浪江町、富岡町、いわき市、土岐市、広島市、福岡市、長崎市、熊本市、鹿児島市、西原町の全データを活用し、日本全国のバックグラウンド濃度を明らかにする。また、それらのデータとデータベースに寄る公開データを用い、非採取地における降水中トリチウム濃度を推定する。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 15件、 招待講演 5件)

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

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Temporal variation of tritium concentration in monthly precipitation collected at a Difficult-to-Return Zone in Namie Town, Fukushima Prefecture, Japan2024

    • 著者名/発表者名
      Yamada Ryohei、Hasegawa Hidenao、Akata Naofumi、Kakiuchi Hideki、Ochiai Shinya、Kuwata Haruka、Kheamsiri Khemruthai、Tokonami Shinji、Ueda Shinji
    • 雑誌名

      Environmental Science and Pollution Research

      巻: 31 号: 5 ページ: 7818-7827

    • DOI

      10.1007/s11356-023-31652-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tritium Concentration in Natural Spring Water Collected at Hirosaki, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Akata, N; Okada, K; Kuwata, H; Kheamsiri, K; Hosoda, M; Tazoe, H; Yasuhara, R; Sugihara, S; Yamada, R; Tanaka, M
    • 雑誌名

      Plasma and Fusion Research

      巻: 18 号: 0 ページ: 2405030-2405030

    • DOI

      10.1585/pfr.18.2405030

    • ISSN
      1880-6821
    • 年月日
      2023-04-27
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Monthly Precipitation Collected at Hirosaki, Japan: Its Tritium Concentration and Chemical and Stable Isotope Compositions2022

    • 著者名/発表者名
      Kuwata Haruka、Akata Naofumi、Okada Kazusa、Tanaka Masahiro、Tazoe Hirofumi、Kurita Naoyuki、Otashiro Nao、Negami Ryoju、Suzuki Takahito、Tamakuma Yuki、Shiroma Yoshitaka、Hosoda Masahiro
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 13 号: 5 ページ: 848-848

    • DOI

      10.3390/atmos13050848

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] TRITIUM CONCENTRATION IN MONTHLY PRECIPITATION NEAR THE FUSION TEST FACILITY IN JAPAN BEFORE AND AFTER THE DEUTERIUM PLASMA EXPERIMENT2022

    • 著者名/発表者名
      Akata Naofumi、Iwata Chie、Nakada Miki、Kato Akemi、Okada Kazusa、Kuwata Haruka、Nakasone Shunya、Tanaka Masahiro
    • 雑誌名

      Radiation Protection Dosimetry

      巻: 198 号: 13-15 ページ: 976-984

    • DOI

      10.1093/rpd/ncac024

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] PERFORMANCE EVALUATION OF COMMERCIAL SCINTILLATION COCKTAILS FOR LOW-LEVEL TRITIUM COUNTING BY HIGH-CAPACITY LIQUID SCINTILLATION COUNTER2022

    • 著者名/発表者名
      Kuwata Haruka、Tazoe Hirofumi、Kranrod Chutima、Fujiwara Kenso、Terashima Motoki、Matsueda Makoto、Hirao Shigekazu、Akata Naofumi
    • 雑誌名

      Radiation Protection Dosimetry

      巻: 198 号: 13-15 ページ: 1014-1018

    • DOI

      10.1093/rpd/ncac040

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] LEVELS OF ATMOSPHERIC TRITIUM IN THE SITE OF FUSION TEST FACILITY2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Masahiro、Iwata Chie、Nakada Miki、Kato Akemi、Akata Naofumi
    • 雑誌名

      Radiation Protection Dosimetry

      巻: 198 号: 13-15 ページ: 1084-1089

    • DOI

      10.1093/rpd/ncac059

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 沖縄島における降水中のトリチウム濃度と水素・酸素安定同位体比及び主要イオン濃度との関係2021

    • 著者名/発表者名
      NAKASONE Shunya、NAKAMURA Kaori、ISHIZU Yuji、SHIROMA Yoshitaka、TANAKA Masahiro、AKATA Naofumi、ISHIMINE Akinobu、ISHIKAWA Yoshio、KAKIUCHI Hideki、SANADA Tetsuya、FURUKAWA Masahide
    • 雑誌名

      保健物理

      巻: 56 号: 4 ページ: 265-279

    • DOI

      10.5453/jhps.56.265

    • NAID

      130008165518

    • ISSN
      0367-6110, 1884-7560
    • 年月日
      2021-12-28
    • 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
  • [学会発表] Improvement and evaluation of the combustion method for organically bound tritium analysis2023

    • 著者名/発表者名
      H. Kuwata, K. Kheamsiri, T. Tamari, N. Shima, N. Akata
    • 学会等名
      9th Organically Bound Tritium Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Environmental tritium radioisotope in Japan and China sites to understand hydrological processes2023

    • 著者名/発表者名
      F. Bin, G. Steinhauser, M. Gusyev, S. Hirao, W. Zhou, N. Akata
    • 学会等名
      International Symposium on Isotope Hydrology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極低濃度有機結合型トリチウム計測手法確立のための簡易かつ安全な燃焼法の検討2023

    • 著者名/発表者名
      桑田遥, K. Kheamsiri, 玉利俊哉, 島長義, 柿内秀樹, 田中将裕, 赤田尚史
    • 学会等名
      トリチウム研究会2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] トリチウム環境動態と生態影響の基礎2023

    • 著者名/発表者名
      赤田尚史
    • 学会等名
      第11回日本放射線事故・災害医学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tritium determination in natural water samples using an ultra low-level tritium counting system2023

    • 著者名/発表者名
      M. Hegedus, H. Kuwata, K. Kheamsiri, M. Novak, R. Yamada, N. Akata, T. Kovacs
    • 学会等名
      International Symposium on Natural and Artificial Radiation Exposures and Radiological Protection Studies (NARE 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tritium concentration in monthly precipitation at Okinawa and Kagoshima, southern area of Japan2023

    • 著者名/発表者名
      N. Akata, K. Ohno, H. Kuwata, K. Kheamsiri, Y. Yoshinaka, R. Yamada, S. Nakasone, A. Ishimine, M. Tanaka, Y. Shiroma, S. Tokonami, M. Furukawa
    • 学会等名
      International Symposium on Natural and Artificial Radiation Exposures and Radiological Protection Studies (NARE 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of tritium, stable isotopes and chemical composition in monthly precipitation at Hiroshima, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      R. Yamada, H. Kuwata, K. Kheamsiri, K. Ohno, Y. Yoshinaka, S. Yoshinaga, N. Kurita, N. Akata
    • 学会等名
      International Symposium on Natural and Artificial Radiation Exposures and Radiological Protection Studies (NARE 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of combustion system for organically bound tritium analysis using dried fish samples2023

    • 著者名/発表者名
      H. Kuwata, R. Yamada, K. Kheamsiri, H. Kakiuchi, T. Tamari, N. Shima, N. Akata
    • 学会等名
      International Symposium on Natural and Artificial Radiation Exposures and Radiological Protection Studies (NARE 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of fish samples using a semi-automatically combustion system for the determination of organically bound tritium concentrations2023

    • 著者名/発表者名
      H. Kuwata, K. Kheamsiri, R. Yamada, H. Kakiuchi, T. Tamari, N. Shima, N. Akata
    • 学会等名
      The 10th Eductional Symposium on Radiation and Health by Young Scientists
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 福島県沿岸域における表層海水中トリチウム濃度及び同位体組成の推移2023

    • 著者名/発表者名
      桑田遥, 山田椋平, K. Kheamsiri, 田副博文, 天野洋平, 遠藤雅宗, 一柳錦平, 赤田尚史
    • 学会等名
      日本保健物理学会第56回研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Investigation for adaptation of tritium analysis in fish samples using a new combustion system2023

    • 著者名/発表者名
      H. Kuwata, K. Kheamsiri, R. Yamada, H. Kakiuchi, T. Tamari, N. Shima, N. Akata
    • 学会等名
      he 6th Bilateral Workshop on Radiation Research and its related issues 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 気圏環境におけるトリチウム計測技術2022

    • 著者名/発表者名
      赤田尚史,田中将裕,平尾茂一,玉利俊哉,柿内秀樹,杉原真司,桑田遥,田副博文
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2022年大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Tritium concentration in natural water samples collected at Fukushima Prefecture after the FDNPP accident2022

    • 著者名/発表者名
      K. Kheamsiri, N. Akata, H. Tazoe, K. Okada, N. Otashiro, H. Kuwata, H. Kakiuchi, M. Hosoda, T. Kovacs, S. Tokonami
    • 学会等名
      VIII. Terrestrial Radioisotopes in Environment International Conference on Environmental Protection
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of semi-automatically combustion system for organically bound tritium analysis using reference material of pine needles2022

    • 著者名/発表者名
      H. Kuwata, K. Kheamsiri, T. Tamari, N. Shima, N. Akata
    • 学会等名
      VIII. Terrestrial Radioisotopes in Environment International Conference on Environmental Protection
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tritium concentration in natural spring water collected at Hirosaki, Japan2022

    • 著者名/発表者名
      N. Akata, K. Okada, H. Kuwata, K. Kheamsiri, M. Hosoda, H. Tazoe, R. Yasuhara, S. Sugihara, R. Yamada, M. Tanaka
    • 学会等名
      The 31st International Toki Conference on Plasma and Fusion Research (ITC31)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Assessment of Tritium from the Consumption of Bottled Drinking Water2022

    • 著者名/発表者名
      K. Kheamsiri, N. Akata, H. Kuwata, M. Tanaka, M. Hosoda, M. Sasaki, Y. Shiroma, S. Tokonami, K. Iwaoka, T. Kovacs
    • 学会等名
      第4回日本保健物理学会・日本放射線安全管理学会合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 松葉1575aを用いた有機結合型トリチウム分析のための燃焼システムの評価2022

    • 著者名/発表者名
      桑田遥, 玉利俊哉, 島長義, 柿内秀樹, 田中将裕, 田副博文, 赤田尚史
    • 学会等名
      第4回日本保健物理学会・日本放射線安全管理学会合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 日本の降水中トリチウム濃度2021

    • 著者名/発表者名
      赤田尚史
    • 学会等名
      第58回アイソトープ・放射線研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 市販の固体高分子膜電解濃縮装置の高濃縮効率化に向けた改良2021

    • 著者名/発表者名
      赤田尚史, 柿内秀樹, 一柳錦平, 岡田一沙, 桑田遥, 太田代楠生, 田中将裕
    • 学会等名
      2021年度日本地球化学会第68回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] PERFORMANCE EVALUATION OF COMMERCIAL SCINTILLATION COCKTAILS FOR LOW-LEVEL TRITIUM COUNTING2021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Kuwata, Hirofumi Tazoe, Chutima Kranrod, Kenso Fujiwara, Motoki Terashima, Makoto Matsueda, Shigekazu Hirao, Naofumi Akata
    • 学会等名
      International Symposium on the “Environmental Dynamics of Radionuclides and the Biological Effects of LowDose-rate Radiation“
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] TRITIUM CONCENTRATION AND STABLE WATER ISOTOPES IN ENVIRONMENTAL WATER COLLECTED FROM OKINAWA ISLAND, JAPAN DURING 2014-20172021

    • 著者名/発表者名
      Shunya Nakasone, Akitoshi Ishimine, Kaori Nakamura, Yuji Ishizu, Yoshitaka Shiroma, Masahiro Tanaka, Naofumi Akata, Hideki Kakiuchi, Tetsuya Sanada, Masahide Furukawa
    • 学会等名
      International Symposium on the “Environmental Dynamics of Radionuclides and the Biological Effects of LowDose-rate Radiation“
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tritium concentration in monthly precipitation near the fusion test facility during plasma experiment2021

    • 著者名/発表者名
      Naofumi Akata, Masahiro Tanaka
    • 学会等名
      International Symposium on the “Environmental Dynamics of Radionuclides and the Biological Effects of LowDose-rate Radiation“
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 有機結合型トリチウム分析のための燃焼システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      桑田遥, 玉利俊哉, 柿内秀樹, 田中将裕, 田副博文, 赤田尚史
    • 学会等名
      第3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
      2021 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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