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論文

Additive-free hydrothermal leaching method with low environmental burden for screening of strontium in soil

加藤 匠馬*; 永岡 美佳; Guo, H.*; 藤田 博喜; 相田 卓*; Smith, R. L. Jr.*

Environmental Science and Pollution Research, 28(39), p.55725 - 55735, 2021/10

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Environmental Sciences)

本研究では、土壌中のSrを無添加でスクリーニングする方法の開発を目的として、模擬土壌(粘土鉱物のバーミキュライト,モンモリロナイト,カオリナイト)及び実際の土壌(照沼)に熱水浸出を行い、有機酸を生成した。安定ストロンチウム(SrCl$$_{2}$$)を土壌に吸着させ、10種類の有機酸を用いて、水熱条件下(120$$sim$$200$$^{circ}$$C)での模擬土壌からのSrの溶出量を0.3Mまで評価した。ストロンチウムを吸着したバーミキュライト(Sr-V)については、0.1Mのクエン酸が150$$^{circ}$$C、1時間の処理でSrの溶出に有効であることがわかった。これらの結果をもとに、照沼土壌の有機物からの有機酸の生成について検討した。照沼土壌の水熱処理では、200$$^{circ}$$C、0.5hの反応時間で最大量の有機酸が生成された。照沼土壌からのSrの溶出の可能性を確認するために、ストロンチウムを吸着した照沼土壌(Sr-S)を調べた。Sr-Sでは、200$$^{circ}$$Cで0.5hの反応時間で水熱処理を行うと、室温でSrの40%が溶出し、土壌中のSrのスクリーニングに無添加の方法が使えることがわかった。無添加の水熱浸出法は、化学分析の第一段階で固体を焼成する必要がないため、土壌中の金属の日常的なモニタリングや緊急時の対応にも応用できる。

論文

Supercritical water pretreatment method for analysis of strontium and uranium in soil (Andosols)

永岡 美佳; 藤田 博喜; 相田 卓*; Guo, H.*; Smith, R. L. Jr.*

Applied Radiation and Isotopes, 168, p.109465_1 - 109465_6, 2021/02

 被引用回数:0 パーセンタイル:0.01(Chemistry, Inorganic & Nuclear)

原子力施設周辺では、環境試料中の放射化学分析(環境モニタリング)が行われる。環境試料中の$$alpha$$, $$beta$$核種の前処理は、従来、酸を用いて有機物を分解し、$$^{90}$$Sr, U, Pu等の対象核種を抽出する方法で行われている。そこで、酸の代わりに超臨界水を用いた環境に優しい新しい前処理法を開発した。本研究では、茨城県の土壌(黒ボク土)を用いて水熱前処理を行い、放射性Sr及びUの前処理を行った。その結果、Sr及びUの回収率はそれぞれ70%及び40%であった。また得られた回収率は、水の密度との相関関係にあることが分かった。開発した方法により、放射化学分析の前処理法における環境負荷を低減することができる。

口頭

Pretreatment technique of environmental sample for radioactivity analysis using supercritical water reaction

永岡 美佳; 藤田 博喜; 相田 卓*; Smith, R.*

no journal, , 

環境試料中の放射能濃度を測定するには、試料中の有機物分解や目的核種の抽出といった化学分離を行う。しかしながら、従来の化学処理は、化学薬品を使用するため、分析者、分析フードや環境に影響を及ぼす。一方、超臨界水反応は健康や環境へ悪影響をおよぼすことなく有機物が分解できる。そこで超臨界水反応を環境試料中の放射能濃度分析への適用を検討する。本研究では、環境試料における有機物やSr濃度について、超臨界水反応の前後で比較を行った。有機物は、高い温度、長い反応時間でより分解された、しかし、Srは反応後溶液中に抽出されなかった。

口頭

Pretreatment technique of environmental and bioassay sample for radioactivity analysis using supercritical water reaction

永岡 美佳; 藤田 博喜; 相田 卓*; Smith, R.*

no journal, , 

環境試料及びバイオアッセイ試料において、従来の$$beta$$線放出核種($$^{90}$$Sr)及び$$alpha$$線放出核種(U, $$^{238}$$Pu, $$^{239,240}$$Pu, $$^{241}$$Am)の前処理法では、多量の化学薬品(硝酸等)を用いて有機物を分解するとともに、対象核種を抽出する。この有機物分解操作は、時間がかかるとともに、多量の酸溶液を用いるため作業者への負担が大きい。そこで、同様に物質の有機物分解が可能である超臨界水を用いて、前処理法の検討を行った。本研究では、酸溶液を用いることなく有機物分解が可能な超臨界水を用いて検討を行った。超臨界水及び亜臨界水を用いた反応の前後における、有機物量, $$^{90}$$Sr及び$$^{238}$$U濃度を調査して、最適な反応条件を検討した。その結果、超臨界水を用いることで、有機物は分解され、尿試料においては、約15分の反応時間で分解されることがわかった。

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