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Novel $$^{90}$$Sr analysis of environmental samples by ion-laser interaction mass spectrometry

イオンレーザーインターアクション質量分析法による環境試料の新たな$$^{90}$$Sr分析

本多 真紀   ; Martschini, M.*; Marchhart, O.*; Priller, A.*; Steier, P.*; Golser, R.*; 佐藤 哲也   ; 塚田 和明  ; 坂口 綾*

Honda, Maki; Martschini, M.*; Marchhart, O.*; Priller, A.*; Steier, P.*; Golser, R.*; Sato, Tetsuya; Tsukada, Kazuaki; Sakaguchi, Aya*

環境放射線学の発展に資するために加速器質量分析装置(AMS)による高感度$$^{90}$$Sr分析法を開発した。AMSの利点は、$$^{90}$$Sr/$$^{88}$$Srの原子比が10$$^{-14}$$の様々な環境試料を簡単な化学分離で分析できることである。本研究では$$^{90}$$Sr濃度が既知の3種類のIAEA試料(コケ土、動物の骨、シリアの土壌:各1g)を分析し、化学分離とAMS測定の妥当性を評価した。$$^{90}$$Srの測定は、優れた同重体分離性能を有するウィーン大学のイオンレーザーインターアクション質量分析装置(ILIAMS)と組み合わせたAMSシステムで実施した。$$^{90}$$SrのAMSにおける$$^{90}$$Zrの同重体干渉は、まず化学分離によって除去された。Sr樹脂と陰イオン交換樹脂を用いた2段階のカラムクロマトグラフィーにおけるZrの分離係数は10$$^{6}$$であった。試料中に残存する$$^{90}$$ZrはILIAMSによって効率的に除去された。この簡単な化学分離で一般的な$$beta$$線検出よりも低い検出限界$$<$$0.1mBqを達成した。$$^{90}$$Sr濃度に関して本研究のAMS測定値とIAEAの公称値が一致したことから、AMSによる新規の高感度$$^{90}$$Sr分析は土壌や骨の高マトリクス試料に対しても信頼できることを示した。

The sensitive $$^{90}$$Sr analysis with accelerator mass spectrometry (AMS) was developed for the advances of environmental radiology. One advantage of AMS is the ability to analyze various environmental samples with $$^{90}$$Sr/$$^{88}$$Sr atomic ratios of 10$$^{-14}$$ in a simple chemical separation. Three different IAEA samples with known $$^{90}$$Sr concentrations (moss-soil, animal bone, Syrian soil: 1 g each) were analyzed to assess the validity of the chemical separation and the AMS measurement. The $$^{90}$$Sr measurements were conducted on the AMS system combined with the Ion Laser InterAction MasSpectrometry (ILIAMS) setup at the University of Vienna, which has excellent isobaric separation performance. The isobaric interference of $$^{90}$$Zr in the $$^{90}$$Sr AMS was first removed by chemical separation. The separation factor of Zr in two-step column chromatography with Sr resin and anion exchange resin was 10$$^{6}$$. The $$^{90}$$Zr remaining in the sample was removed by ILIAMS effectively. This simple chemical separation achieved a limit of detection $$<$$ 0.1 mBq in the $$^{90}$$Sr AMS, which is lower than typical $$beta$$-ray detection. The agreement between AMS measurements and nominal values for the $$^{90}$$Sr concentrations of IAEA samples indicated that the new highly-sensitive $$^{90}$$Sr analysis in the environmental samples with AMS is reliable even for high matrix samples of soil and bone.

使用言語

 :

English

掲載資料名

 :

Analytical Methods

巻

 :

14

号

 :

28

ページ数

 :

p.2732 - 2738

発行年月

 :

2022/07

発表会議名

 :

開催年月

 :

開催都市

 :

開催国

 :

キーワード

 :

福島第一原子力発電所事故; Fukushima Daiichi Nuclear Power Station Accident; Environmental radiology; Strontium 90; Strontium Fluorides; Accelerator mass spectrometry; Ion Laser InterAction MasSpectrometry; Laser photodetachment

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

https://doi.org/10.1039/D2AY00604A

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パーセンタイル：67.88

分野：Chemistry, Analytical

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