| 研究課題/領域番号 |
15H02340
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
笹 公和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20312796)
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| 研究分担者 |
末木 啓介 筑波大学, 数理物質系, 教授 (90187609)
坂口 綾 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (00526254)
松崎 浩之 東京大学, 総合研究博物館, 教授 (60313194)
國分 陽子 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, バックエンド研究開発部門 東濃地科学センター, 研究副主幹 (10354870)
松村 宏 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 放射線科学センター, 准教授 (30328661)
松四 雄騎 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90596438)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 加速器質量分析法 / 長寿命放射性核種 / 環境動態 / 環境トレーサー / 放射線物理 / 量子ビーム |
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| 研究実績の概要 |
原子力関連施設や原発事故、大気核実験等を起因として存在する長寿命放射性核種(Be-10, C-14, Al-26, Cl-36, I-129等)を加速器質量分析法(Accelerator Mass Spectrometry: AMS)により超高感度(同位体比10E-15レベル)で検出する手法を開発して、環境中の核種トレーサー研究と環境影響評価研究を実施する。また、難測定核種であるCa-41及びアクチノイド核種等について、超高感度な実用的迅速定量法の開発と応用研究を実施する。
平成27年度は、環境中の長寿命放射性核種について、筑波大学及び東京大学、JAEAの大型加速器質量分析装置が連携して同位体比10E-15レベルの超高感度検出法の開発を推進した。筑波大学6MV加速器質量分析装置では、多核種に対応した試料処理方法の検討を進めた。AMS測定の結果と比較検討をするために、コリジョン/リアクションセルを装備したICP-MSによる環境試料中のI-129分析の準備をおこなった。また、ICP-MS用のI-129標準溶液の作成を進めた。I-129については、東京大学の5MV加速器質量分析装置において、福島原発事故関連の試料測定を進めた。その他に、土壌、岩石、堆積物、降水等の環境試料からの標的元素の単離法を検討し、同位体分析を実施した。
筑波大学の6MV加速器質量分析装置では、5枚電極型のガスΔE-E検出器を開発した。最適なガス種と荷電粒子入射窓の材質と厚さについて、粒子・重イオン輸送計算コードPHITSを用いて、測定対象核種の分離識別に関するシミュレーションを実施した。Cl-36は、安定同重体の硫黄36(S-36)が妨害となる難測定核種であるが、入射窓に75 nm 厚の窒化シリコン膜を用いることで、検出器内ガス中のエネルギー損失差を利用して測定対象核種の分離識別が可能であると分かった。
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| 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
本研究課題における主要実験装置である筑波大学6MV加速器質量分析装置の稼働が2016年3月からとなり、実験の開始が予定より遅くなった。しかし、2016年3月までに試料処理方法の開発を事前に進めた結果、2016年3月にC-14、Cl-36、I-129等の多核種のAMS測定に成功した。また、東京大学及びJAEAの加速器質量分析装置では順調に開発が進展しており、多くの環境試料中の長寿命放射性核種分析を実施することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
筑波大学6MV加速器質量分析装置について、多核種AMS測定の性能確認を実施するとともに、宇宙地球環境試料中の長寿命放射性核種の分析に適用を進める。特に、国内では実現ができていないCa-41のAMSによる直接検出を試みる予定である。また、Cl-36及びI-129のハロゲン系長寿命放射性核種のAMSによる超高感度検出法の開発を推進して、長寿命放射性核種の環境動態研究を進展させる。アクチノイド核種のAMS測定については、東京大学で開発を進めている。また、環境試料のアクチノイド核種のAMS測定に関しては、オーストリアのウィーン大学の協力を得て進める予定である。
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