| 研究課題/領域番号 |
21K04956
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
浅井 志保 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 主任研究員 (10370339)
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| 研究分担者 |
堀田 拓摩 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 大熊分析・研究センター, 技術・技能職 (20767678)
昆 慶明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (80709634)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | レーザーアブレーション / ICP-MS / トリプル四重極 / Sr-90 / 同位体希釈質量分析法 |
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| 研究実績の概要 |
本課題では、レーザーアブレーション（LA）-トリプル四重極（TQ）-誘導結合プラズマ質量分析計（ICP-MS）の『固体試料導入機能』と『装置内干渉除去機能』を利用し、同位体希釈質量分析法（IDMS）の原理に基づき安定濃縮同位体標準を含む固体（顆粒体）を少量の試料に “混ぜるだけ”でSr-90を測定できるようにする新しい分析法の提案を目指す。2021年度は、汚染水中のSrの同位体存在度について、燃焼計算コード（ORIGEN2）を用いて推定し、福島第一原発の燃料組成評価データ（JAEA-DATA-CODE-2012-018）も参考として実試料へのIDMSの適用に向けた条件検討をおこなった。
対象試料である廃樹脂中のSr-90濃度は、汚染水処理で発生したスラリーやスラッジ中Sr-90の濃度の報告値（2018年度、東京電力ホールディングス（株）による発表）が、数から数百 MBq/cm3（サブμg/g～数十μg/g）であることから、LA-ICP-MSで十分に測定できる範囲にあると予想された。実際の試料性状を把握するため、汚染水の組成に近い水試料を用意して実際にICP-MSで分析したところ、Sr-88に対してSr-90は1%以下（原子数）であり、マイナー同位体の組成は天然に近いことが確認された。また、ORIGEN2の計算では、Sr-88とSr-90の存在度がほぼ同等で、Sr-84, Sr-86およびSr-87の存在度は無視できるほど小さい結果となったことから、環境からの天然Sr（主にSr-88, 天然存在度82.58%）が多量に混入することが想定されたため、IDMSにおいてSr-90とペアに用いる同位体およびスパイクとする同位体はSr-86またはSr-87が適切であると判断された。そこで、スパイクとして使用するSr-86の安定濃縮同位体標準液を準備した。
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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
COVID-19の感染対策のため長期間出勤率が制限され、実験時間の確保が困難だったことから、溶液測定および計算予測を中心に進めることになった。LA-ICP-MSを用いた試験の準備情報を整備できたもののレーザー照射条件等の検討が実施できなかったため、「やや遅れている」と判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題では、Sr-90除去に使用される吸着材を試料として想定し、Sr濃縮同位体を吸着材中に含侵することで「含Sr同位体標準固体」を調製する。2021年度までの検討結果から、含Sr-86標準固体中Sr-86原子数（添加重量から算出）、「試料」と「Sr-86標準混合試料」のSr-86/ Sr-90測定値から試料中Sr-90原子数を算出できると予想している。この原理の実証にあたり、燃焼計算コードによる吸着材中のSr同位体存在度の範囲の推定値を参考とし、模擬吸着材試料を調製してIDMSの適用性を評価する。まず、Srイオンに対する選択性が高い抽出クロマトグラフィー樹脂を用いてIDMS評価用の模擬固体を作成し検出限界や定量精度の目安を得る。そして溶液測定の結果と比較し技術的妥当性を検証する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2021年度は、実験実施日が限られたため本件の主要課題に直結した成果報告するには至らず、当初予定していた学会への参加や実験のための出張を延期した。そこで、2022年度以降に開催される学会発表に必要な旅費および参加費と、研究費の原資として活用するため、2021年度分を繰り越すこととした。
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