2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Accelerator Mass Spectrometry for Ultrasensitive Detection of Multi Long-lived Radionuclides
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15H02340
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
笹 公和 筑波大学, 数理物質系, 准教授 (20312796)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
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)
松四 雄騎 京都大学, 防災研究所, 准教授 (90596438)
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)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 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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| Outline of Annual Research Achievements |
筑波大学の6MV加速器質量分析装置において開発した5枚電極型のガスΔE-E検出器を使用して、Be-10, C-14, Al-26, Cl-36, Ca-41, I-129のAMS試験測定に成功した。PHITSを用いた測定条件のシミュレーションにより、Cl-36, Ca-41, I-129等の難測定核種のAMS測定性能が向上し、実用的な宇宙地球環境試料の測定が実施可能となった。
Cl-36については、6.0 MVでCl7+を48.0 MeVまで加速して、AMS測定を実施した。S-36の妨害を除去するために、試料装填ホルダーについてAgBr粉末を詰めたものを開発した。また、荷電粒子の入射窓と検出器内のガス条件を最適化した。Cl-36スペクトル解析手法の開発とあわせて、測定バックグラウンドとして同位体比8×10E-15、測定精度2%を得ている。Cl-36については、国際共同研究により、中国天抗の表面照射年代測定を実施した。Ca-41のAMS測定では、CaF2試料からCaF3-ビームを引き出すことによって最大500 nAの電流値を得た。また、6.0 MVでCa5+を32.5 MeVまで加速して、Ca-41とK-41のスペクトル分離が最大となる条件を決定した。Ca-41測定性能については、測定バックグラウンドとして同位体比3×10E-15、測定精度3%を得た。Ca-41のAMS測定では、国内初となる実用的な核種の直接測定を実現して、隕石の宇宙線照射年代測定に応用した。I-129測定では、測定バックグラウンドとして10E-14台を達成しており、測定精度は1.5%となっている。福島原発事故起源のI-129測定の他に、日本海サンゴ中のI-129測定による環境動態研究を実施した。また、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の研究連携体制を進展させた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
筑波大学の6MV加速器質量分析装置が2016年3月より実験を開始したが、約1年の研究期間においてBe-10, C-14, Al-26, Cl-36, Ca-41, I-129等のAMS試験測定に成功した。特にCl-36測定は国内最高の検出感度を得ており、Ca-41については国内で初めて実用的な測定性能を得ることが出来た。現在、これらの研究成果を実際の宇宙地球環境試料に適用して、多くの実験結果を得ることが出来ている。多種の長寿命放射性核種のAMS測定による超高感度検出法の開発成功に関連して、学会誌への解説記事2件や招待講演2件をおこなった。現在、AMS測定による多くの応用研究成果について、学術論文への投稿準備をおこなっている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、多種の長寿命放射性核種のAMS測定による検出性能の向上を図りつつ、宇宙地球環境科学における応用研究の展開を推進する。特に平成29年度は、ハロゲン系長寿命放射性核種について、地下水や海洋及び大気循環のトレーサーとしての活用を探る予定である。また、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推進する。また、国内で測定実績のない難測定核種について、超高感度検出手法の開発を試みる。多種の長寿命放射性核種のAMS測定を実施可能な全ての研究機関が本研究課題に参画しており、国内の研究力強化のためにも研究連携体制を進展させる。
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Research Products
(39 results)
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[Journal Article] Optimization of a ΔE - E detector for 41Ca AMS2017
Author(s)
Seiji Hosoya, Kimikazu Sasa, Tetsuya Matsunaka, Tsutomu Takahashi, Masumi Matsumura, Hiroshi Matsumura, Mark Sundquist, Mark Stodola, Keisuke Sueki
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Journal Title
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Reconstruction of the temporal distribution of 236U/238U in the Northwest Pacific Ocean using a coral core sample from the Kuroshio Current area2017
Author(s)
T. Nomura, A. Sakaguchi, P. Steier, R. Eigl , A. Yamakawa ,Takaaki Watanabe , K. Sasaki , T. Watanabe , R. Golser, Y. Takahashi , H. Yamano
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Journal Title
Marine Chemistry
Volume: 190
Pages: 28-34
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Isobar separation performance of the Tsukuba 6 MV AMS system2016
Author(s)
Kimikazu Sasa, Tsutomu Takahashi, Tetsuya Matsunaka, Masumi Matsumura, Seiji Hosoya, Maki Honda, Keisuke Sueki, Mark Stodola, Mark Sundquist
Organizer
12th European Conference on Accelerators in Applied Research and Technology (ECAART12)
Place of Presentation
Jyvaskyla, Finland
Year and Date
2016-07-03 – 2016-07-08
Int'l Joint Research
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[Presentation] Decrease of iodine isotope ratio observed in crater lake and geothermal area at Zao volcano, Japan2016
Author(s)
T. MATSNAKA, K. SASA, T. TAKAHASHI, M. MATSUMURA, K. SUEKI, A. GOTO, T. WATANABE, Y. TUCHIYA, N. HIRANO, M. KURI, M. TAKAHASHI, K. KAZAHAYA, I. MIYAGI AND H. MATSUZAKI
Organizer
Goldschmidt 2016
Place of Presentation
パシフィコ横浜、神奈川県横浜市
Year and Date
2016-06-26 – 2016-07-01
Int'l Joint Research
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