Preliminary report on small-mass graphitization for radiocarbon dating using EA-AGE3 at JAEA-AMS-TONO

JAEA-AMS-TONOにおける微少量での放射性炭素年代測定; 自動グラファイト調製装置を用いた試料前処理手法の開発

渡邊 隆広   ; 藤田 奈津子   ; 松原 章浩; 三宅 正恭*; 西尾 智博*; 石坂 千佳; 國分 陽子   

Watanabe, Takahiro; Fujita, Natsuko; Matsubara, Akihiro; Miyake, Masayasu*; Nishio, Tomohiro*; Ishizaka, Chika; Kokubu, Yoko

地質試料の放射性炭素年代測定等において加速器質量分析法(AMS)は広く使用されている。しかし、年代測定に必要となる堆積層中の植物片等の試料量は限られており、微少量での年代測定手法の開発が重要である。日本原子力研究開発機構東濃地科学センターのJAEA-AMS-TONOでは、試料前処理用の自動グラファイト調製装置(IonPlus社製AGE3: Automated Graphitization Equipment 3)を導入し、既存の元素分析装置(Elementar社製EA: Elemental Analyzer)と接続することで、EA-AGE3として使用し、装置の最適化とともに放射性炭素年代測定の前処理手法の改善を継続して進めている。本研究では、炭素量0.1mgから0.05mgでの微少量試料の放射性炭素年代測定を目的として、EA-AGE3装置を用いた試料前処理手法の最適条件を検討した。分析条件の検討として、試料前処理に使用する銀箔のベーキングによる炭素汚染の減少と反応触媒となる鉄粉量の調整を実施した。分析条件の最適化をした後に、放射性炭素年代測定の国際標準物質として使用されているNIST-SRM4990C, IAEA-C1, C4, C5, C7等の放射性炭素濃度測定を実施した。得られた結果は、標準試料の放射性炭素濃度の合意値と概ね2の範囲で一致した。したがって、本手法による少量試料での年代測定が可能であることが示された。

Small-mass radiocarbon dating less than 0.1 mg carbon has been developed by Accelerator mass spectrometry (AMS) and manual preparation techniques using the vacuum glass lines. Because geological samples are limited for the dating in many cases, preparation techniques should be improved for small samples and high efficiency analysis. For radiocarbon dating of geological and other organic samples, small-mass graphitization of international standard reference materials (ca. 0.1 and 0.05 mg carbon) was evaluated using the elemental analyzer and automated graphitization equipment 3 (EA-AGE3; IonPlus AG) in our study. Additionally, this paper presents the first data for the small samples by the EA-AGE3. The average radiocarbon concentration of the small-mass international standards (NIST-SRM4990C, IAEA-C5, and C7) prepared by the EA-AGE3 were agreement with the consensus values within 2. Therefore, small-mass graphitization using the EA-AGE3 can be adapted for AMS radiocarbon measurements in our case (down to ca. 0.05 mg carbon).