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レーザー光脱離を活用した環境試料中$$^{90}$$Srの加速器質量分析

Accelerator mass spectrometry of $$^{90}$$Sr in environmental samples utilizing laser photo-detachment

本多 真紀   ; Martschini, M.*; Marchhart, O.*; Steier, P.*; Golser, R.*; 坂口 綾*

Honda, Maki; Martschini, M.*; Marchhart, O.*; Steier, P.*; Golser, R.*; Sakaguchi, Aya*

ストロンチウム90($$^{90}$$Sr、28.9年)は、体内では骨や歯に蓄積して健康障害を引き起こすため、内部被ばく線量評価において重要な核分裂生成物核種である。そのため、環境中の$$^{90}$$Srの分布やその経時変化(生物相における$$^{90}$$Srの濃縮)を知ることが不可欠である。$$^{90}$$Srの経年変化を調査するためには多くの環境試料を効率的に分析する必要がある。本稿では$$^{90}$$Sr AMSの実用化に向けて、オーストリア共和国ウィーン大学の3MV AMS施設(VERA: Vienna Environmental Research Accelerator)と共に実施した、$$^{90}$$Sr濃度既知の環境試料の分析成果に関して解説する。本研究では、$$^{90}$$Sr濃度が既知の環境試料(IAEA-447, IAEA-A-12, IAEA-TEL-2015-03 sample 5:各1 dry-g)を分析することでAMS法の妥当性を示した。本研究で開発した化学分離にかかる時間は約2日であり、従来の$$beta$$線検出法よりシンプルな手法である。$$^{90}$$Srの測定は、加速したイオンとレーザーの相互作用を利用した質量分析装置(ILIAMS)と組み合わせたAMSシステムで実施した。AMS法は$$^{90}$$Srの検出限界$$<$$0.1mBq ($$<$$1.3$$times$$10$$^{5}$$ atoms)を達成し、これは一般的な$$beta$$線検出の1/30である。この低い検出限界を達成した結果、AMS法はより少ないサンプル量で$$^{90}$$Srの定量が可能になり、例えば$$^{90}$$Sr濃度が4 mBq/Lの日本の淡水試料では、5リットルの試料量で分析可能である。

Strontium-90 ($$^{90}$$Sr, 28.9 years) is a key fission product nuclide in internal dose assessment because it accumulates in bones and teeth in the body, causing health problems. Therefore, it is essential to know the distribution of $$^{90}$$Sr in the environment and its temporal variation ($$^{90}$$Sr enrichment in biota), which requires efficient analysis of many environmental samples. An analysis of environmental samples with known $$^{90}$$Sr concentrations conducted with the 3 MV AMS facility (VERA: Vienna Environmental Research Accelerator) at the University of Vienna, Austria, towards the practical application of $$^{90}$$Sr AMS, the results of which are detailed in this paper. In this study, the validity of the AMS method was demonstrated by analyzing environmental samples with known $$^{90}$$Sr concentrations (IAEA-447, IAEA-A-12, and IAEA-TEL-2015-03 sample 5: 1 dry-g each). The chemical separation developed in this study takes approximately two days and is a more straightforward procedure than conventional $$beta$$-ray detection methods. The $$^{90}$$Sr measurements were conducted on the AMS system combined with the Ion Laser InterAction Mass Spectrometry (ILIAMS) system. The AMS method achieved a limit of detection $$<$$0.1 mBq ($$<$$ 1.3$$times$$10$$^{5}$$ atoms) for $$^{90}$$Sr, which is 1/30th of typical $$beta$$-ray detection. As a result of the lower detection limit, the AMS method allows $$^{90}$$Sr quantification with smaller sample volumes. For example, a Japanese freshwater sample with a $$^{90}$$Sr concentration of 4 mBq/L requires a sample volume of 5 liter

発表言語

 :

Japanese

掲載資料名

 :

放射線(インターネット)

巻

 :

48

号

 :

4

ページ数

 :

p.130 - 136

発行年月

 :

2024/02

発表会議名

 :

2023年第70回応用物理学会春季学術講演会

開催年月

 :

2023/03

開催都市

 :

東京

開催国

 :

日本

キーワード

 :

$$^{90}$$Sr; AMS; レーザー光脱離; 検出限界

特許データ

 :

PDF

 :


論文URL

 :

https://doi.org/10.11470/houshasen.48.4_130

研究データの公開先DOI

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