| 研究課題/領域番号 |
19K12331
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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 |
富田 純平 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 安全研究・防災支援部門 安全研究センター, 副主任研究員 (70637280)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | ラジウム-226 / 四重極型誘導結合プラズマ質量分析計 / 迅速分析 / 天然水 / 尿 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、比較的普及している四重極型誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-QMS)による226Ra迅速測定と化学収率補正用トレーサーとして放射性物質を使用することなく、試料にもともと含まれる安定Baの回収率でRaの収率補正を可能とする簡便・迅速な化学分離法を組み合わせ、管理上妥当な検出限界値(0.37 Bq/L)を担保した簡便で汎用性の高い天然水及び尿試料中の226Ra迅速分析法を開発することを目的としている。
令和2年度は、分析法開発の実験に用いる天然水試料を日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターにおいて採取し、ガンマ線スペクトロメトリーにより試料中の226Ra濃度を決定した（1.1 Bq/L）。この水試料を化学分離することなくICP-QMSを用いて通常法により測定したところ、放射能測定による結果と誤差の範囲内で一致した。このことから、干渉元素による妨害がなければ、0.37 Bq/Lの検出限界値を担保し、226Ra濃度を評価できることがわかった。
次に、ICP-QMSによる226Ra測定の妨害元素の有無及びその定量的評価を実施した。その結果、通常法ではW、Heコリジョン法ではPbが226Ra測定に有意な影響を与えることを明らかにした。測定溶液にW及びPbが1 mg/L含まれる場合、WやPbの多原子イオンが妨害することで、226Ra濃度が本来の値よりもそれぞれ1.5及び0.73 Bq/L高い値を示すことが明らかとなった。
また、試料の前処理において、MnO2レジンでは水中のRaとBaのレジンへの吸着率が異なることがわかったとことから、RaとBaが同様に吸着すると考えられるイオン交換樹脂（POWDEX樹脂）を用いた前処理法の検討を開始した。
更に、ICP-QMSによる226Ra測定法の検討結果ついて、「環境放射能」研究会（令和3年3月、オンライン）で発表した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
令和2年度は、分析法開発に用いる水試料の採取及び試料中の226Ra濃度測定、ICP-QMSによる226Ra測定の妨害元素の有無及びその定量的評価を実施し、前処理法の改良も開始した。当初、天然水の分析法の開発を終了し、尿試料中のRa化学分離法の検討を開始する予定であったが、在宅勤務を含めたコロナウイルス対応のため十分な時間を確保できなかった。しかしながら、実験に必要な試料、試薬、133Ba標準溶液も購入済であり、実験を開始する準備が整っている。以上のことから、現状、研究活動はやや遅れているが、対応可能と考えられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度にICP-QMSによる226Ra測定の妨害元素の有無及びその定量的評価を実施した結果、より影響の大きなWの妨害がHeコリジョン法では見られなかった。令和3年度は、現在実施している前処理法の改良に加え、Pbの化学分離法の検討を進め、天然水中の226Ra迅速分析法を開発する。
また、尿中の226Ra迅速分析法の開発を実施する。分析法の開発にあたっては、化学試薬を混ぜ調製した合成尿を用いて化学分離法を開発する。尿試料には硫酸イオンが高濃度に含まれるため、放射性の133Baを用いて、尿中Raの化学分離法について検討する。
開発した分析法については、学会等での発表を通じて、専門家と議論を深め、論文投稿する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターにおいて、分析法開発に用いる226Raを含む地下水を採取するための旅費及び運搬費を計上していたが、コロナウイルス感染拡大防止対応のため、先方に地下水試料の採取を依頼し、試料を郵送してもらうこととなったことから、旅費に差額が生じた。また、国内学会参加(発表)の旅費も計上していたが、学会がオンライン開催となったため、旅費に差額が生じた。
以上の理由により生じた次年度使用額は、基準となる226Ra放射能を決定するための実験に使用する電気炉が故障したため、電気炉の購入費用として使用する。
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