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2013 年度 実績報告書

移行に伴う放射性物質の化学形態と微量分析技術の開発

計画研究

研究領域福島原発事故により放出された放射性核種の環境動態に関する学際的研究
研究課題/領域番号 24110008
研究機関金沢大学

研究代表者

山本 政儀  金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (10121295)

研究分担者 坂口 綾  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00526254)
海老原 充  首都大学東京, 理工学研究科, 教授 (10152000)
長尾 誠也  金沢大学, 環日本海域環境研究センター, 教授 (20343014)
田中 万也  広島大学, サステナブルディベロップメント実践研究センター, 特任講師 (60377992)
高橋 嘉夫  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10304396)
研究期間 (年度) 2012-06-28 – 2017-03-31
キーワード福島第一原子力発電所 / 存在状態 / 放射性核種の移行挙動 / 放射性セシウム / 超ウラン元素諸核種 / 河川懸濁粒子 / EXAFS法 / ヨウ素-129
研究概要

福島第一原発事故で[1]水圏・土壌圏に多量放出された放射性セシウムの化学(存在)状態を解明し、陸域から海洋に至る一連の系での放射性セシウムの挙動に影響を与える因子を明らかにすることと[2]微量放射能の分析・測定法の開発と応用を目指して以下のことを実施した。
[1]土壌-河川-河口-海洋系での放射性Csの化学状態と挙動については、フィールドと室内実験を行い、①樹葉へのセシウムの移行に関しての分布状態の時間変化、沈着と転流、②河川中の放射性Cs濃度・存在状態変化、③海水への溶出性について河川懸濁粒子、河床堆積物を対象とした溶出実験、④水質、粒度組成、鉱物組成、有機物濃度との関係、⑤福島とチェルノブイリの比較、⑥EXAFS法、粘土-有機物複合体のX線顕微鏡による観察、⑦平衡を仮定した場合の懸濁粒子と溶存態(分配計数Kd)のモデル化(Generalized adsorption model )を行い有用なデータを得た。
[2]微量分析・測定法の開発と応用に関しては、①環境に放出された超ウラン元素を中心に同位体比の知見を得るために放射能レベルの高い道路脇のダスト(100試料以上)を用いて,昨年度に引き続きU-236, Pu-238,239,240, Am-241,Cm-242,243,244の測定を行い、原子炉コアー中のこれら元素間の比との比較を行い,微粒子としてこれの元素が放出されたことの証拠を得た。エアロゾル中のI-129については、測定のための基礎検討を終了し、事故直後に採取された大気浮遊塵中に現在でも129Iが存在するすることを実証した。

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

原子炉から放出された放射性Csの動態に関して、陸域-河川-河口-海洋系でのそれぞれの系内の存在状態をフィイールドと室内トレーサ実験の両面から研究し、系全体を総合的にとらえることが出来るようになった。また環境中の微量放射能測定、特に超ウラン元素諸核種に関しては、世界トップレベルの数多くのデータを初めて取得し、放出に絡む原子炉コアー内の同位体比などとの比較を可能にした。事故初期の大気中放射性ヨウ素濃度を把握するために、半減期の長いヨウ素-129の測定法を検討し、今後につなげるデータを取得した

今後の研究の推進方策

福島第一原発事故で大量の放射性核種が環境に放出されて,3年が経過した。海域や陸域への放出状況や沈着状況が把握され,帰還地域の除染対策、初期被曝の評価が進められている。今後の環境への影響を考えた場合,中・長期的な環境中での放射性物質の移行挙動,それに影響を及ぼす放射性核種の存在形態の解明,更にそれらの情報を得るための極微量放射能測定法の開発が強く求められている。これらのことを踏まえて,1)微量な放射性核種の定量を可能にする高感度測定法の開発と応用, 2)放出された放射性核種の存在状態解析を中心に環境中での移行挙動予測を行う。この目的のために,①アクチニド同位体の迅速精密測定法確立および加速器質量分析計による中半減期(数十万~一千万年)同位体測定法の開発,②陸域内で河川を経由して海洋へ移行している粒子態の放射性セシウムの存在形態を把握,③大気エアロゾル中のヨウ素同位体(ヨウ素-129)の濃度レベルの時系列把握,存在形態解明、④環境中でのセシウムの化学種(特に腐植物質との相互作用について、その基礎データとしての錯生成定数を決定)し天然水中での化学種解析の基礎データ取得、⑤環境を模擬した室内実験により天然中での超ウラン元素の挙動を明らかにするための基礎データ取得を追求する

  • 研究成果

    (46件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (28件) (うち招待講演 13件)

  • [雑誌論文] Isotopic composition of transuranic nuclides released by the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident: with emphasis of Cm isotopes2014

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto, A. Sakaguchi, S. Ochiai, T. Imanaka
    • 雑誌名

      J. Radioanal. Nucl. Chem.

      巻: accepted ページ: 5-10

    • DOI

      10.1007/s10967-014-3003-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Isotopic Pu, Am and Cm signatures in environmental samples contaminated by the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident2014

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto, A. Sakaguchi, S. Ochiai, T. Takada, K. Hamataka, T. Murakami, S. Nagao
    • 雑誌名

      J. Environ. Radioactivity

      巻: 132 ページ: 31-46

    • DOI

      10.1016/j.jenvrad.2014.01.013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Migration behavior of 134Cs and 137Cs in the Niida River water in Fukuhsima Prefecture, Japan2014

    • 著者名/発表者名
      S. Nagao, M. Kanamori, S. Ochiai, M. Inoue, M. Yamamoto
    • 雑誌名

      J. Radioanal. Nucl. Chem.

      巻: accepted ページ: 22-29

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An EXAFS study on the effects of natural organic matter and the expandability of clay minerals on cesium adsorption and mobility2014

    • 著者名/発表者名
      1. Q.H. Fan, M. Tanaka, K. Tanaka, A. Sakaguchi, Y. Takahashi,
    • 雑誌名

      Geochim. Cosmochim. Acta

      巻: 135 ページ: 49-65

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between particle size and radiocesium in fluvial suspended sediment related to the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident2014

    • 著者名/発表者名
      2. K. Tanaka, H. Iwatani, A. Sakaguchi, Y. Takahashi, Y. Onda,
    • 雑誌名

      J. Radioanal. Nucl. Chem.

      巻: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Compact Scanning Transmission X-ray Microscope (STXM) at the Photon Factory2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeichi, N. Inami, H. Suga, K. Ono, Y. Takahashi
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: 43 ページ: 373-375

    • DOI

      10.1246/cl.130948

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Particulate Matters in the Pripyat River in Chernobyl related to Its Adsorption of Radiocesium with Inhibition Effect by Natural Organic Matter2014

    • 著者名/発表者名
      7. H. Suga, Q. Fan, Y. Takeichi, K. Tanaka, H. Kondo, V. V. Kanivets, A. Sakaguchi, K. Kato, N. Inami, K. Mase, K. Ono, and Y. Takahashi,
    • 雑誌名

      Chemistry Letters

      巻: in press

    • DOI

      10.1246/cl.140222

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Determination of atmospheric radiocesium on filter tapes used at automated SPM monitoring stations for estimation of transport pathways of radionuclides from Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuji Oura, Mitsuru Ebihara, Haruo Tsuruta, Teruyuki Nakajima, Toshimasa Ohara, Mitsunori Ishimoto and Yosuke Katsumura
    • 雑誌名

      J. Radioanal. Nucl. Chem.

      巻: accepted

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deposition records in lake sediments in Western Japan of radioactive Cs from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident2013

    • 著者名/発表者名
      S. Ochiai, S.Nagao, M. Yamamoto, T. Itono, K. Kashiwaya, K. Fukui, H. Iida
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 81 ページ: 366-370

    • DOI

      10.1016/j.apradiso.2013.03.073

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Spatial variations of low levels of Cs-134 and Cs-137 in seawaters within the Sea of Japan after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant acciden2013

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue, H. Kofuji, S. Oikawa, T. Murakami, M. Yamamoto, S. Nagao, Y. Hamajima, J. Misonoo
    • 雑誌名

      Applied Radiation and Isotopes

      巻: 81 ページ: 340-343

    • DOI

      10.1016/j.apradiso.2013.03.084

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ra-228/Ra-226 ratio and Be-7 concentrations in the Sea of Japan as indicators for water transport: comparison with migration pattern of Fukushima Dai-ichi NPP-derived Cs-134 and Cs-1372013

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue, Y. Furusawa, K. Fujimoto, M. Minakawa, H. Kofuji, S. Nagao, M. Yamamoto, Y. Hamajima, K. Yoshida, K. Hayakawa, S. Oikawa, J. Misonoo, Y. Isoda
    • 雑誌名

      J. Environ. Radioactivity

      巻: 126 ページ: 176-187

    • DOI

      10.1016/j.jenvrad.2013.08.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 環境中のウラン同位体U-236を利用した研究-海洋循環トレーサーとしての確立を目指して2013

    • 著者名/発表者名
      坂口 綾、角倉彰伸、P. Steier、山本政儀、坂田昂平、富田純平、高橋嘉夫
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 62(第11号) ページ: 1001-1012

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Export of 134Cs and 137Cs in the Fukushima river systems at heavy rains by Typhoon Roke in September 20112013

    • 著者名/発表者名
      S. Nagao, M. Kanamori, S. Ochiai, S. Tomihara, K. Fukushi, M. Yamamoto
    • 雑誌名

      Biogeosciences

      巻: 10 ページ: 6215-6223

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 化学種解析に基づく放射性セシウムおよび放射性ヨウ素の移行挙動の理解2013

    • 著者名/発表者名
      高橋嘉夫・東郷洋子・田中万也・坂口綾
    • 雑誌名

      表面化学

      巻: 34 ページ: 119-124

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local distribution of radioactivity in tree leaves contaminated by fallout of the radionuclides emitted from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant,2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., Iwatani, H., Sakaguchi, A., Takahashi, Y., and Onda, Y.
    • 雑誌名

      J. Radioanal. Nucl. Chem.

      巻: 295(3) ページ: 2007-2014

    • DOI

      10.1007/s10967-012-2192-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 福島第一原子力発電所事故由来の放射性セシウムの環境中での移行挙動とミクロスケールでの不均質性2013

    • 著者名/発表者名
      田中万也・坂口綾・岩谷北斗・高橋嘉夫
    • 雑誌名

      放射化学

      巻: 27 ページ: 12-19

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous distribution of radiocesium in aerosols, soil and particulate matters emitted by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident: retention of micro-scale heterogeneity during the migration of radiocesium from the air into ground and river systems2013

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, K., Sakaguchi, A., Kanai, Y., Tsuruta, H., Shinohara, A., Takahashi, Y.
    • 雑誌名

      J. Radioanal. Nucl. Chem.

      巻: 295(3) ページ: 1927-1937

    • DOI

      10.1007/s10967-012-2160-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of spatial distribution of radiocesium in a paddy field as a potential sink2013

    • 著者名/発表者名
      8. Tanaka, K., Iwatani, H., Takahashi, Y., Sakaguchi, A., Yoshimura, K. and Onda, Y
    • 雑誌名

      PLoS ONE 8(11): e80794

      巻: 00

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0080794

    • 査読あり
  • [学会発表] Overview of the Fukushima Dai-ichi nuclear power plant (FDNPP) accident, with amounts and nuclear compositions of the released radionuclides,2013

    • 著者名/発表者名
      M.Yamamoto
    • 学会等名
      5th-Pacific Symposium on Radiochemistry, APSORC13
    • 発表場所
      Kanazawa Japan
    • 年月日
      20130922-20130927
    • 招待講演
  • [学会発表] Depth distribution of U-236 and Cs-137 in the Japan Sea: toward the potential use as a new oceanic circulation tracer,2013

    • 著者名/発表者名
      A. Sakaguchi, A. Kadokura, P. Steier, Y. Takahashi, K. Shizuma,T. Nakakuki, M. Yamamoto
    • 学会等名
      5th-Pacific Symposium on Radiochemistry, APSORC13
    • 発表場所
      Kanazawa Japan
    • 年月日
      20130922-20130927
  • [学会発表] Low Levels of Cs-134 and Cs-137 in bottom sediments along the Japanese Archipelago side of the Japan Sea of Japan after the Fukushima Dai-ichi NPP accident2013

    • 著者名/発表者名
      M. Inoue, S. Ochiai, T. Murakami, S. Oikawa, M. Yamamoto, S. Nagao, Y. Hamajima, H. Kofuji, J. Misonoo
    • 学会等名
      5th-Pacific Symposium on Radiochemistry, APSORC13
    • 発表場所
      Kanazawa Japan
    • 年月日
      20130922-20130927
  • [学会発表] Isotopic U, Pu, Am and Cm signatures in environmental samples from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident2013

    • 著者名/発表者名
      M. Yamamoto, A. Sakaguchi, S. Ochiai, T. Takada, S. Nagao, P. Steier
    • 学会等名
      5th-Pacific Symposium on Radiochemistry, APSORC13
    • 発表場所
      Kanazawa Japan
    • 年月日
      20130922-20130927
  • [学会発表] Sediment transport processes in reservoir-catchment system inferred from sediment trap observation and fallout radionuclides2013

    • 著者名/発表者名
      S. Ochiai, S. Nagao, M. Yamamoto, T. Itono, k. Kashiwaya
    • 学会等名
      5th-Pacific Symposium on Radiochemistry, APSORC13
    • 発表場所
      Kanazawa Japan
    • 年月日
      20130922-20130927
  • [学会発表] Migration behavior of 134Cs and 137Cs in the Niida River water in Fukushima Prefecture, Japan during 2011-20122013

    • 著者名/発表者名
      S. Nagao, M. Kanamori, S. Ochiai, M. Yamamoto
    • 学会等名
      5th-Pacific Symposium on Radiochemistry, APSORC13
    • 発表場所
      Kanazawa Japan
    • 年月日
      20130922-20130927
  • [学会発表] Determination of atmospheric radiocesium on filter tapes used at automated SPM monitoring stations for estimation of transport pathways of radionuclides from Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Oura1, M. Ebihara1, H. Tsuruta, T. Nakajima and T. Ohara, M. Ishimoto and Y. Katsumura
    • 学会等名
      5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry APSORC13
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      20130922-20130927
  • [学会発表] Spatio-temporal distribution of atmospheric radiocesium at monitoring stations for Suspended Particulate Matter in Fukushima area released from the TEPCO Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident2013

    • 著者名/発表者名
      H. Tsuruta, Y. Oura, M. Ebihara, M. Ishimoto, Y. Katsumura, T. Ohara and T. Nakajima
    • 学会等名
      5th Asia-Pacific Symposium on Radiochemistry APSORC13
    • 発表場所
      Kanazawa, Japan
    • 年月日
      20130922-20130927
    • 招待講演
  • [学会発表] 阿武隈川における放射性セシウムの移行に及ぼす降雨の影響評価

    • 著者名/発表者名
      長尾誠也、金森正樹、桐島陽、落合伸也、山本政儀
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2013年大会(福島セッション)
    • 発表場所
      幕張メッセ
  • [学会発表] ansport of 134Cs and 137Cs in river waters from Fukushima Prefecture in Japan during 2011-2012

    • 著者名/発表者名
      S. Nagao, M. Kanamori, S. Ochiai, S. Tomihara, A. Kirishima, M. Yamamoto
    • 学会等名
      oint Assembly of IAHS-IAPSO-IASPEI
    • 発表場所
      Gothenburg, Sweden
  • [学会発表] ransport of dissolved and particulate forms of 134Cs and 137Cs in river waters from Fukushima Prefecture after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident

    • 著者名/発表者名
      S. Nagao, M. Kanamori, S. Ochiai, S. Tomihara, M. Yamamoto
    • 学会等名
      Second Russian-Japanese seminar “Behaviors of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Radioactive Compounds in atmosphere and marine environment at East Asia
    • 発表場所
      Vladivostok, Russia
  • [学会発表] 環境中での放射性セシウムの分布及び河川を通じた移行状況

    • 著者名/発表者名
      田中万也、坂口綾、高橋嘉夫
    • 学会等名
      第61回生態学会
    • 発表場所
      広島国際会議場
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境中ウラン、超ウラン元素同位体測定に関する最近の動向

    • 著者名/発表者名
      坂口綾、高橋嘉夫、Peter Steier、山本政儀
    • 学会等名
      アクチニド元素の化学と工学専門研究会 アクチニドおよびFP 核種の分析化学研究
    • 発表場所
      京都大学原子炉
    • 招待講演
  • [学会発表] サステナブル地球化学:放射性元素の挙動解析やレアアースのリサイクル

    • 著者名/発表者名
      高橋嘉夫
    • 学会等名
      シンポジウム「3GeV中型高輝度放射光源(SLiT-J)の実現に向けて
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所
    • 招待講演
  • [学会発表] 福島原発事故で放出された放射性物質:土壌-河川-堆積物系での挙動:分子レベルからの理解

    • 著者名/発表者名
      高橋嘉夫
    • 学会等名
      地球化学研究協会第50回霞ヶ関環境講座
    • 発表場所
      東海大学校友会館
    • 招待講演
  • [学会発表] XAFSによる土壌‐河川系でのセシウムおよびヨウ素の挙動解析

    • 著者名/発表者名
      高橋嘉夫
    • 学会等名
      SPring-8安全安心のための分析評価研究会
    • 発表場所
      研究社英語センタービル
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子地球化学:生体必須元素から微生物による金属回収まで

    • 著者名/発表者名
      高橋嘉夫
    • 学会等名
      日本生物地球化学研究会
    • 発表場所
      広島県東広島市サンスクエアサンスクエア
    • 招待講演
  • [学会発表] Takahashi, Q. Fan, A. Sakaguchi, Y. S. Togo, and K. Tanaka Migration of radiocesium and radioiodine in soil-water-river system related to Fukushima-Diichi Nuclear Power Plant Accident

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, Q. Fan, A. Sakaguchi, Y. S. Togo, and K. Tanaka
    • 学会等名
      The 5th Asia-Pacific symposium on radiochemistry (APSORC’13)
    • 発表場所
      金沢市民文化ホール
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射能と放射線-環境汚染・被ばく問題から地球科学的利用まで

    • 著者名/発表者名
      坂口綾
    • 学会等名
      2013年日本地球化学会若手シンポジウム
    • 発表場所
      草加市
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射性物質の土壌への沈着及び化学種解析に基づく移行挙動の理解

    • 著者名/発表者名
      田中万也
    • 学会等名
      日本分析化学会第62年会
    • 発表場所
      近畿大学東大阪キャンパス
    • 招待講演
  • [学会発表] Particle-size dependent distribution of radiocesium in river sediments after the FDNPP accident.

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, H. Iwatani, A. Sakaguchi, Y. Takahashi, and Y. Onda
    • 学会等名
      Goldschmidt2013
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 招待講演
  • [学会発表] Migration of radiocesium and radioiodine in soil-water-river system related to Fukushima-Diichi Nuclear Power Plant Accident

    • 著者名/発表者名
      Y. Takahashi, Q. Fan, A. Sakaguchi, Y. S. Togo, and K. Tanaka
    • 学会等名
      Goldschmidt2013
    • 発表場所
      Florence, Italy
    • 招待講演
  • [学会発表] K. Tanaka, H. Iwatani, A. Sakaguchi, Y. Takahashi, and Y. Onda Retention of radiocesium incorporated in tree leaves contaminated by fallout of the radionuclides emitted from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant.

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, H. Iwatani, A. Sakaguchi, Y. Takahashi, and Y. Onda
    • 学会等名
      The 5th Asia-Pacific symposium on radiochemistry (APSORC’13)
    • 発表場所
      金沢市民文化ホール
  • [学会発表] An EXAFS Study on the effect of mineralogy composition and natural organic matter on cesium adsorption and mobility

    • 著者名/発表者名
      Q. H. Fan and Y. Takahashi
    • 学会等名
      The 5th Asia-Pacific symposium on radiochemistry (APSORC’13)
    • 発表場所
      金沢市民文化ホール
  • [学会発表] Relationship between adsorption species of cesium and radiocesium interception potential (RIP) for soil and clay minerals

    • 著者名/発表者名
      Q. H. Fan and Y. Takahashi
    • 学会等名
      2013年度地球化学会年会
    • 発表場所
      筑波大学
  • [学会発表] 河床堆積物中の放射性セシウムの粒径別分布

    • 著者名/発表者名
      田中万也、岩谷北斗、坂口綾、高橋嘉夫、恩田裕一
    • 学会等名
      2013年度地球化学会年会
    • 発表場所
      筑波大学
  • [学会発表] XAFS法による層状ケイ酸塩に対するセシウムの吸着挙動の解明

    • 著者名/発表者名
      高橋嘉夫、Q. H. Fan、山口紀子
    • 学会等名
      2013年度環境化学討論会
    • 発表場所
      東京農工大学
  • [学会発表] 福島島原発事故後の福島市内と茨城県南西部のSPM測定地点における2011年3月15-23日の大気中Cs-134とCs-137濃度

    • 著者名/発表者名
      鶴田 治雄,大浦泰嗣,海老原 充,大原利眞,中島映至
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2013年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ

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公開日: 2015-05-28  

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