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2017 年度 実績報告書

多種の長寿命放射性核種を超高感度で検出可能な加速器質量分析法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02340
研究機関筑波大学

研究代表者

笹 公和  筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20312796)

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, 核燃料・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)
松四 雄騎  京都大学, 防災研究所, 准教授 (90596438)
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)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード加速器質量分析法 / 長寿命放射性核種 / 環境動態研究 / 環境トレーサー / 同位体分析 / 放射線物理 / 量子ビーム
研究実績の概要

本研究で開発を進めた6 MV加速器質量分析装置を用いて、Be-10, C-14, Al-26, Cl-36, Ca-41, I-129のAMSによる高感度検出性能の向上を図った。特にハロゲン系の長寿命放射性核種であるCl-36とI-129について検出性能と測定効率が向上し、地球環境試料の実用的な測定を進めた。
Cl-36については、加速電圧6.0 MVでの加速粒子を価数7+から8+に変更して、加速エネルギー54.0 MeVによりAMSの測定を実施した。試料装填において妨害核種となる硫黄の除去を目的としたAgBrバッキング法の開発を進めて、測定バックグラウンドとして同位体比3×10E-15を達成した。Cl-36については、つくば市の降水に含まれるCl-36降下量を調査している。2011年3月の降水において、福島第一原発事故の影響により、これまでの平均値に対して約17倍のCl-36降下量の増加を確認した。また、南極ドームふじのアイスコアを用いた宇宙線イベントの原因解明について、宇宙線生成核種であるCl-36の測定を開始した。I-129の測定では、つくば市の降水において、2011年3月のI-129濃度として(5.4 ± 0.8)×10E10 atoms/L/monthという値を示した。福島第一原発事故前のI-129濃度と比較して3桁近い濃度の上昇を示した。本研究結果は、学術論文として公表をおこなった。また、日本海の海洋循環研究では、放射性ヨウ素I-129を環境トレーサーとした研究手法を開発した。その他、土壌中の微量放射性ハロゲンについて、福島第一原発事故起源の核種の浸透について調査研究を推進した。
本年度は、ハロゲン系の長寿命放射性核種のAMS測定について、筑波大学、東京大学、JAEAとの間で研究連携体制を構築して、研究室間比較検定の準備を進めた。

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

筑波大学の6 MV加速器質量分析装置においてBe-10, C-14, Al-26, Cl-36, Ca-41, I-129等の実用的なAMS測定が可能となった。特に、ハロゲン系の長寿命放射性核種であるCl-36とI-129について、地球環境試料の測定数が当初の想定以上に増加しており、研究成果として新たな知見が得られつつある。これまでに、日本海の海洋循環研究や福島第一原発事故起源のハロゲン系長寿命放射性核種の環境動態研究について多くの研究成果が出ており、学術論文への投稿準備をおこなっている。なお、地球環境試料の測定数が急激に増加しており、研究計画に若干の遅れが生じた。研究経費の一部を繰り越して、測定試料数の増加に対応した。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策として、多種の長寿命放射性核種のAMS測定において、核種検出性能の向上を図る。特に、ハロゲン系の長寿命放射性核種の環境動態研究への適用を推進する。ハロゲン系長寿命放射性核種については、土壌や地下水、海洋及び大気循環の環境トレーサーとしての活用を図る予定である。陸域環境では、ハロゲン系長寿命放射性核種を用いた地形学的・水文学的な地球表層プロセス研究を進展させる。また、新たな難測定核種のAMSとして、Sr-90等についての高感度検出手法の開発を進める予定である。現在、多種の長寿命放射性核種のAMS測定が実施可能な研究機関の連携を進めており、国内の研究力強化のために研究連携体制を進展させる。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 15件、 招待講演 5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] 広西師範大学/中国原子能科学研究院(中国)

    • 国名
      中国
    • 外国機関名
      広西師範大学/中国原子能科学研究院
  • [雑誌論文] Analysis of two forms of radioactive particles emitted during the early stages of the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station accident2018

    • 著者名/発表者名
      Satou Yukihiko、Sueki Keisuke、Sasa Kimikazu、Yoshikawa Hideki、Nakama Shigeo、Minowa Haruka、Abe Yoshinari、Nakai Izumi、Ono Takahiro、Adachi Kouji、Igarashi Yasuhito
    • 雑誌名

      GEOCHEMICAL JOURNAL

      巻: 52 ページ: 137~143

    • DOI

      10.2343/geochemj.2.0514

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temporal variation of iodine-129 in rainwater at Tsukuba before and after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident2018

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Masumi、Sasa Kimikazu、Matsunaka Tetsuya、Sueki Keisuke、Takahashi Tsutomu、Matsuzaki Hiroyuki
    • 雑誌名

      GEOCHEMICAL JOURNAL

      巻: 52 ページ: 155~162

    • DOI

      10.2343/geochemj.2.0505

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-resolution 129 I bomb peak profile in an ice core from SE-Dome site, Greenland2018

    • 著者名/発表者名
      Bautista Angel T.、Miyake Yasuto、Matsuzaki Hiroyuki、Iizuka Yoshinori、Horiuchi Kazuho
    • 雑誌名

      Journal of Environmental Radioactivity

      巻: 184-185 ページ: 14~21

    • DOI

      10.1016/j.jenvrad.2017.12.015

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantification of Long-term Rates of Bedrock Weathering and Soil Production Using Terrestrial Cosmogenic Nuclides: Principles, Methodology, Current Research Status, and Perspectives2017

    • 著者名/発表者名
      MATSUSHI Yuki
    • 雑誌名

      Journal of Geography (Chigaku Zasshi)

      巻: 126 ページ: 487~511

    • DOI

      10.5026/jgeography.126.487

    • 査読あり
  • [学会発表] Anthropogenic iodine-129 and PAHs in seawater from the Japan Sea and the southern Okhotsk Sea2018

    • 著者名/発表者名
      T. Matsunaka, S. Nagao, M. Inoue, S. Ochiai, K. Hayakawa, N. Tang, N. Suzuki, S. Ogiso, H. Ando, T. Shimotani, N. Hirohashi, M. Nishizaki, T. Morita, S. Miki, T. Aramaki, I. Kudo, N. Honda, T. Takikawa, K. Sasa, M. Honda and K. Sueki
    • 学会等名
      International Symposium “Environmental researches in northern Japan Sea and related regions: Renewed horizon of Japan-Russia scientific partnership”
    • 国際学会
  • [学会発表] Iodine isotopic composition in water from the crater lake and fumarolic area at Zao volcano2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Matsunaka, Kimikazu Sasa, Keisuke Sueki, Akio Goto, Takahiro Watanabe, Yoshinori Tuchiya, Nobuo Hirano, Miwa Kuri, Masaaki Takahashi, Kohei Kazahaya, Isoji Miyagi, Hiroyuki Matsuzaki
    • 学会等名
      15th International Workshop on WATER DYNAMICS, Deeper and Hotter in Frontier Earth
    • 国際学会
  • [学会発表] つくば市における36Cl降下フラックス変動2018

    • 著者名/発表者名
      落合悠太,笹公和,戸崎裕貴,高橋努,松村万寿美,細谷青児,高野健太,太田祐貴,末木啓介
    • 学会等名
      第19回「環境放射能」研究会
  • [学会発表] 加速器質量分析法(AMS)による極微量放射性核種の高感度分析手法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      笹 公和
    • 学会等名
      京都大学原子炉実験所専門研究会 「放射化分析及び中性子を用いた地球化学的研究 -1-」
    • 招待講演
  • [学会発表] Performance of the 6 MV multi-nuclide AMS system at the University of Tsukuba2017

    • 著者名/発表者名
      Kimikazu Sasa, Tsutomu Takahashi, Tetsuya Matsunaka, Seiji Hosoya, Masumi Matsumura, Shen Hangtao, Maki Honda, Aya Sakaguchi, Keisuke Sueki, Mark Stodola, Mark Sundquist
    • 学会等名
      The Fourteenth International AMS Conference (AMS14)
    • 国際学会
  • [学会発表] Isobar separation techniques of 41Ca AMS with the 6 MV tandem accelerator2017

    • 著者名/発表者名
      Kimikazu Sasa, Seiji Hosoya, Tetsuya Matsunaka, Tsutomu Takahashi, Masumi Matsumura, Hangtao Shen, Yasuji Oura, Keisuke Sueki
    • 学会等名
      The Fourteenth International AMS Conference (AMS14)
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiocarbon measurement system using gas ion source and automatic sample preparation system at the University of Tsukuba2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya MATSUNAKA, Kimikazu SASA, Seiji HOSOYA, HongTao SHEN, Tsutomu TAKAHASHI, Masumi MATSUMURA, Keisuke SUEKI
    • 学会等名
      The Fourteenth International AMS Conference (AMS14)
    • 国際学会
  • [学会発表] Radiocarbon variations since 1960 in tree rings near the Tokai nuclear facilities in Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya MATSUNAKA, Kimikazu SASA, Tsutomu TAKAHASHI, Seiji HOSOYA, Masumi MATSUMURA, Keisuke SUEKI, Yukihiko SATOU
    • 学会等名
      The Fourteenth International AMS Conference (AMS14)
    • 国際学会
  • [学会発表] Isobar suppression for 36Cl-AMS with the 6 MV tandem accelerator2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji HOSOYA, Kimikazu SASA, Tsutomu TAKAHASHI, Tetsuya MATSUNAKA, Masumi MATSUMURA, Hongtao SHEN, Keisuke SUEKI
    • 学会等名
      The Fourteenth International AMS Conference (AMS14)
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Multiple radionuclides for Exposure Age Dating of Chinese Tiankeng2017

    • 著者名/発表者名
      Hongtao SHEN, Kimikazu SASA, Ming HE, Baojian HUANG, Masumi MATSUMURA, Seiji HOSOYA, Tetsuya MASUNAKA, Tsutomu TAKAHASHI, Maki HONDA, Keisuke SUEKI, Qingzhang ZHAO, Qi MENG, Kejun DONG, Xiaoming WANG, Yijun PANG, Xianlin YANG, Xiangdong RUAN, Shan JIANG
    • 学会等名
      The Fourteenth International AMS Conference (AMS14)
    • 国際学会
  • [学会発表] Progress in Multi-nuclide AMS for the 6 MV AMS Systemat the University of Tsukuba2017

    • 著者名/発表者名
      Kimikazu Sasa, Tsutomu Takahashi, Seiji Hosoya, Kenta Takano, Yuta Ochiai, Maki Honda, Yuki Ohta, Aya Sakaguchi, Tetsuya Matsunaka, Hongtao Shen and Keisuke Sueki
    • 学会等名
      The 7th East Asia Accelerator Mass Spectrometry Symposium (EA-AMS 7)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MALT‐AMS system for the environmental assessment in the aspects of human nuclear activity2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Matsuzaki
    • 学会等名
      The 7th East Asia Accelerator Mass Spectrometry Symposium (EA-AMS 7)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Rapid C-14 measurement system at the University of Tsukubaand application for nuclear safety2017

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Matsunaka, Kimikazu Sasa, Seiji Hosoya, HongTao Shen, Tsutomu Takahashi, Masumi Matsumura, Keisuke Sueki, Yukihiko Satou
    • 学会等名
      The 7th East Asia Accelerator Mass Spectrometry Symposium (EA-AMS 7)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Calusium-41 and Strontium-90 measurements with 6MV AMS2017

    • 著者名/発表者名
      Seiji Hosoya, Kimikazu Sasa, Tsutomu Takahashi, Maki Honda, Yukihiko Satou, Kenta Takano, Yuta Ochiai, Koji Yamaguchi, Keisuke Sueki
    • 学会等名
      The 7th East Asia Accelerator Mass Spectrometry Symposium (EA-AMS 7)
    • 国際学会
  • [学会発表] Correlation between the 36Cl deposition flux and solar activity2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Ochiai, Kimikazu Sasa, Yuki Tosaki, Tsutomu Takahashi, Masumi Matsumura, Satomi Abe, Seiji Hosoya, Kenta Takano, Yuki Ohta, Keisuke Sueki
    • 学会等名
      The 7th East Asia Accelerator Mass Spectrometry Symposium (EA-AMS 7)
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Cl-36 for Exposure Age Dating of Chinese Tiankeng2017

    • 著者名/発表者名
      Hongtao Shen, Kimikazu Sasa, Qi Meng, Masumi Matsumura, Tetsuya Masunaka, Tsutomu Takahashi, Seiji Hosoya, Keisuke Sueki, Ming He, Baojian Huang, Qingzhang Zhao, Kejun,Dong, Xiangdong Ruan, Jiang Shan
    • 学会等名
      The 7th East Asia Accelerator Mass Spectrometry Symposium (EA-AMS 7)
    • 国際学会
  • [学会発表] 36Cl record in the Antarctic ice core around the cosmic-ray event of 5480 BC and improved 36Cl AMS at the University of Tsukuba2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Takano, Kimikazu Sasa,Tsutomu Takahashi, Yuki Tosaki, Yuki Ota, Seiji Hosoya, Yuta Ochiai, Keisuke Sueki, Kazuho Horiuchi
    • 学会等名
      The 7th East Asia Accelerator Mass Spectrometry Symposium (EA-AMS 7)
    • 国際学会
  • [学会発表] 福島第一原子力発電所事故によって放出された放射性粒子中の放射性核種2017

    • 著者名/発表者名
      末木啓介,松尾一樹,笹公和,佐藤志彦,吉川英樹,箕輪はるか
    • 学会等名
      日本放射線安全管理学会第16回学術大会
  • [学会発表] 極微量放射性核種を超高感度で検出可能な6 MVタンデム加速器質量分析装置の開発2017

    • 著者名/発表者名
      笹 公和,高橋 努,細谷 青児,高野 健太,落合 悠太,松中 哲也,末木 啓介
    • 学会等名
      第14回日本加速器学会年会
  • [学会発表] 6 MVタンデム加速器質量分析装置を用いた長寿命放射性核種の超高感度検出技術の開発2017

    • 著者名/発表者名
      笹 公和,高橋 努,細谷 青児,高野 健太,落合 悠太,本多 真紀,太田 祐貴,松尾 一樹, 松中 哲也,坂口 綾,末木 啓介
    • 学会等名
      2017年日本放射化学会年会・第61回放射化学討論会
  • [学会発表] 福島第一原子力発電所事故前後における降水中の塩素36同位体比変動2017

    • 著者名/発表者名
      落合 悠太,笹 公和,高橋 努,戸崎 裕貴,松村 万寿美,安部 聡美,細谷 青児,高野 健太,末木 啓介
    • 学会等名
      2017年日本放射化学会年会・第61回放射化学討論会
  • [学会発表] 加速器質量分析法を用いた90Sr測定の試み2017

    • 著者名/発表者名
      細谷 青児,笹 公和,高橋 努,本多 真紀,佐藤 志彦,高野 健太,落合 悠太,末木 啓介
    • 学会等名
      2017年日本放射化学会年会・第61回放射化学討論会
  • [学会発表] 福島の河川における2013年から4年間にわたる粒子状ヨウ素129のフラックス2017

    • 著者名/発表者名
      松中 哲也,笹 公和,高橋 努,恩田 裕一,谷口 圭輔,脇山 義史,末木 啓介
    • 学会等名
      2017年日本放射化学会年会・第61回放射化学討論会
  • [学会発表] 6MVタンデム加速器質量分析装置における長寿命放射性核種36Clの検出感度の改善2017

    • 著者名/発表者名
      高野 健太,笹 公和,太田 裕貴,高橋 努,細谷 青児,落合 悠太,末木 啓介
    • 学会等名
      2017年日本放射化学会年会・第61回放射化学討論会
  • [学会発表] 福島第一原子力発電所から放出された129Iの化学形態別分析2017

    • 著者名/発表者名
      本多 真紀,高久 雄一,松崎 浩之,笹 公和,末木 啓介
    • 学会等名
      2017年日本放射化学会年会・第61回放射化学討論会
  • [学会発表] AMS研究のこれから2017

    • 著者名/発表者名
      松崎 浩之
    • 学会等名
      第20回AMSシンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 筑波大学6 MVタンデム加速器質量分析装置による多核種AMSと応用研究の現状2017

    • 著者名/発表者名
      笹 公和,高橋 努,松中 哲也,細谷 青児,太田 祐貴,高野 健太,落合 悠太,本多 真紀,末木 啓介
    • 学会等名
      第20回AMSシンポジウム
  • [学会発表] 6 MVタンデム加速器による90Sr-AMS2017

    • 著者名/発表者名
      細谷 青児,笹 公和,高橋 努,本多 真紀,佐藤 志彦,高野 健太,落合 悠太,末木 啓介
    • 学会等名
      第20回AMSシンポジウム
  • [学会発表] リアクションセルICP-MS、ICP-MS/MSのための129I標準溶液の作製2017

    • 著者名/発表者名
      本多真紀,高久雄一,鹿籠康行,中野かずみ,松崎浩之,笹公和,高橋努1,細谷青児1,末木啓介
    • 学会等名
      第20回AMSシンポジウム
  • [学会発表] 福島原発周辺土壌中の36Clの深度・蓄積量分布2017

    • 著者名/発表者名
      太田祐貴,末木啓介,笹公和,高橋努,松中哲也,松村万寿美,戸崎裕貴,本多真紀,細谷青児 ,高野健太,落合悠太,佐藤志彦,吉川英樹,中間茂雄,箕輪はるか
    • 学会等名
      第20回AMSシンポジウム
  • [学会発表] つくば市における福島第一原子力発電所事故前後の36Cl降下フラックス変動2017

    • 著者名/発表者名
      落合悠太,笹公和,戸崎裕貴,高橋努,松村万寿美,本多真紀,細谷青児,高野健太,太田祐貴,末木啓介
    • 学会等名
      第20回AMSシンポジウム
  • [備考] 筑波大学AMSグループ

    • URL

      http://www.tac.tsukuba.ac.jp/~ams/

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公開日: 2019-12-27  

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