| 研究課題/領域番号 |
24K20944
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分64010:環境負荷およびリスク評価管理関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
松枝 誠 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島廃炉安全工学研究所 廃炉環境国際共同研究センター, 研究職 (90865700)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2028-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2027年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2026年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | テクネチウム-99 / 環境中放射性核種 / ICP-MS / フローインジェクション / コリジョン・リアクションセル / 固相抽出 / 自動化 / テクネチウム / 高感度検出技術 / 誘導結合プラズマ質量分析 / モニタリング技術 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
原子力活動などを通じて環境中へと放出されている放射性核種のテクネチウム-99（Tc-99）は、広範囲へと拡散することが知られているが、その分布情報が非常に少ない。その原因は、環境中のTc-99濃度が極微量であるのに加え、測定の干渉物質（MoやRuなど）がTc-99に対して大過剰に存在するためである。本研究では、高倍率濃縮を実現するオンサイト濃縮技術と高濃度の干渉物質を精密分離するオンライン固相抽出-ICP-MS/MS法を開発し、極微量Tc-99を迅速かつ高感度に計測する。
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| 研究実績の概要 |
原子力活動などを通じて環境中へと放出されている放射性核種のテクネチウム-99（Tc-99）は、広範囲へと拡散することが知られているが、その分布情報が非常に少ない。その原因は、環境中のTc-99濃度が極微量（海水1 Lあたりに数フェムトグラム）であるのに加え、測定の干渉物質（MoやRuなど）がTc-99に対して過剰に存在し、その測定を困難にするためである。本研究では、高倍率濃縮を実現するオンサイト濃縮技術と高濃度の干渉物質を精密分離するオンライン固相抽出-ICP-MS/MS法を開発し、環境中の極微量Tc-99を迅速かつ高感度に計測することを目的としている。
オンサイト濃縮技術について、サンプリング現場にて環境中のTc-99を効率的に捕集するためのTc-99の吸着材、送液ポンプ、不純物を除くためのフィルタを検討した。Tc-99のアナログ元素であるReを200Lの海水に添加し、2.0 L/minで陰イオン交換樹脂に通液したところ99%以上の吸着率を確認した。DC電源の小型ポンプに電圧可変のAC/DCアダプタを接続することで、流速を2.0 L/minに調整可能な送液ポンプを用意した。海洋から大量に試料をサンプリングするためには、流路にごみや生物などが混入するため、1.0μmの糸巻フィルタを陰イオン交換樹脂を充填したカラムの前段に設置した。専用の架台を製作し、カートリッジフィルタ、流量計、Tc吸着カラムをセットした可搬型のオンサイト濃縮デバイスを製作した。本デバイスをポータブル電源へと接続することで、サンプリング現場にて200Lの海水試料のろ過からTc-99の吸着までの一連のプロセスを実施した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題で開発しているオンサイト濃縮デバイスについて、当初計画どおりにポンプ、フィルタ、流速計及び捕集材の選定を経て、デバイス設計とプロトタイプの開発まで研究を進めており、開発中のプロトタイプデバイスについては、海洋調査船に持ち込んで、海水200L中におけるTc-99の吸着まで実施し、現場での適用性も確認できたことから、おおむね順調に進展していると判断する。
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| 今後の研究の推進方策 |
オンサイト濃縮技術については、樹脂に吸着したTc-99をより少ない量の試薬で効率的に回収する方法を検討する。また、オンライン固相抽出-ICP-MS/MSの分析システムを構築するため、Tc-99の標準液を用いた固相抽出樹脂（TK201レジン及びTK202レジン）の吸着・溶出試験を実施する。加えて、その樹脂を充填したカラムを用いてフローインジェクションシステムを構築する。環境試料を用いたスパイクテストや標準物質を通じてシステムの妥当性を確認する。
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