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報告書

Practical guide on soil sampling, treatment, and carbon isotope analysis for carbon cycle studies

小嵐 淳; 安藤 麻里子; 永野 博彦*; Sugiharto, U.*; Saengkorakot, C.*; 鈴木 崇史; 國分 陽子; 藤田 奈津子; 木下 尚喜; 永井 晴康; et al.

JAEA-Technology 2020-012, 53 Pages, 2020/10

JAEA-Technology-2020-012.pdf:3.71MB

近年急速に進行する温暖化をはじめとした地球環境の変化は、陸域生態系(とりわけ森林生態系)における炭素循環に変化をもたらし、その結果、温暖化や環境変化の進行に拍車をかける悪循環が懸念されている。しかしながら、その影響の予測には大きな不確実性が伴っており、その主たる要因は、土壌に貯留する有機炭素の動態とその環境変化に対する応答についての定量的な理解の不足にある。放射性炭素($$^{14}$$C)や安定炭素($$^{13}$$C)同位体の陸域生態系における動きを追跡することは、土壌有機炭素の動態を解明するうえで有力な研究手段となりうる。本ガイドは、同位体を利用した土壌炭素循環に関する研究を、特にアジア地域において促進させることを目的としたものである。本ガイドは、土壌の採取、土壌試料の処理、土壌有機炭素の分画、$$^{13}$$Cの同位体比質量分析法による測定及びその試料調製、ならびに $$^{14}$$Cの加速器質量分析法による測定及びその試料調製に関する実践的手法を網羅している。本ガイドでは、炭素循環研究において広く用いられる $$^{14}$$C分析結果の報告方法についても簡単に紹介する。さらに、同位体を利用した研究手法の実際的応用として、日本の森林生態系において実施した事例研究の結果についても報告する。本ガイドによって、同位体を利用した炭素循環研究に興味を持って参画する研究者が増加し、地球環境の変化の仕組みについての理解が大きく進展することを期待する。

論文

JAEA-AMS-MUTSUの現状

桑原 潤; 木下 尚喜; 飛内 万史; 松野 悟; 及川 敦; 関 武雄; 薮内 典明

第28回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.77 - 79, 2015/12

日本原子力研究開発機構バックエンド研究開発部門青森研究開発センターむつ事務所タンデトロン加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU: High Voltage Engineering Europe製Model 4130-AMS)は、最大加速電圧3MVのタンデム型加速器と炭素及びヨウ素同位体比測定用の2本のビームラインから構成されている。炭素とヨウ素の定常測定はそれぞれ平成11年12月、平成15年5月から開始され、平成18年度からは供用施設となり、原子力機構内外の種々のテーマでの利用に供している。本発表では、平成26年度までの運転状況及び光通信ケーブルの劣化に起因するモーター制御不良等の最近のトラブル事例について報告する。

論文

JAEA-AMS-MUTSUの現状

桑原 潤; 木下 尚喜; 濱田 昭夫; 飛内 万史; 関 武雄

第27回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.27 - 30, 2015/03

日本原子力研究開発機構バックエンド研究開発部門青森研究開発センターむつ事務所タンデトロン加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU: High Voltage Engineering Europe製Model 4130-AMS)は、最大加速電圧3MVのタンデム型加速器と炭素及びヨウ素同位体比測定用の2本のビームラインから構成されている。炭素とヨウ素の定常測定はそれぞれ平成11年12月、平成15年5月から開始され、平成18年度からは供用施設となり、原子力機構内外の種々のテーマでの利用に供している。本発表では、平成25年度までの運転状況及び位置制御モーター制御不良をはじめとするイオン源部での最近のトラブル事例について報告する。

論文

JAEA-AMS-MUTSUの現状; 2010-2011

甲 昭二; 木下 尚喜; 田中 孝幸; 桑原 潤; 関 武雄

第24回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.9 - 12, 2011/07

日本原子力研究開発機構青森研究開発センターに設置されているタンデトロン加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU; High Voltage Engineering Europa製Model 4130-AMS)は、最大加速電圧3MVのタンデム型加速器に放射性炭素($$^{14}$$C)及び放射性ヨウ素($$^{129}$$I)同位体比測定用のビームラインが取り付けられている。本発表では、平成22年度の運転及び維持管理状況について報告する。

論文

JAEA-AMS-MUTSUにおける$$^{14}$$C測定の現状

田中 孝幸; 甲 昭二; 木下 尚喜; 関 武雄

名古屋大学加速器質量分析計業績報告書,22, p.169 - 173, 2011/03

日本原子力研究開発機構青森研究開発センターにある加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU)は、1997年に設置され、放射性炭素については、1999年から定常運転を開始した。放射性炭素測定は、2010年度、1,053試料測定し、定常測定以来、10,342試料測定した。2006年度からは外部利用者が利用可能な供用施設となり、多くの利用者によりさまざまな研究活動に利用されるようになっている。本講演では、JAEA-AMS-MUTSUの現状について報告する。

論文

原子力機構むつ・タンデトロンの現状

田中 孝幸; 甲 昭二; 木下 尚喜; 鈴木 崇史; 桑原 潤; 関 武雄

第13回AMSシンポジウム報告書, p.129 - 132, 2011/01

日本原子力研究開発機構青森研究開発センターにある加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU)は、平成9年に設置され、$$^{14}$$C測定については平成11年、$$^{129}$$I測定については平成15年から定常運転を開始した。平成18年度からは外部利用者が利用可能な供用施設となり、多くの利用者によりさまざまな研究活動に利用されるようになっている。本講演では、JAEA-AMS-MUTSUの現状を報告する。施設供用制度開始から5年間は、平成21年度を除き、順調に測定数を増加させた。しかし、平成21年度の測定数の減少は、制御システムの更新により、約1.5か月間、加速器を停止させたこと、検出器のアンプの故障により、数か月間、$$^{14}$$C測定が不可能であったことによるものである。現在は、問題も解消し、$$^{14}$$C及び$$^{129}$$Iともに順調に測定している。

論文

原子力機構むつ・タンデトロンの現状2009-2010

田中 孝幸; 甲 昭二; 木下 尚喜; 鈴木 崇史; 桑原 潤; 関 武雄

第23回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.113 - 116, 2010/11

日本原子力研究開発機構青森研究開発センターにある加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU)は、平成9年に設置され、$$^{14}$$C測定については平成11年、$$^{129}$$I測定については平成15年から定常運転を開始した。平成18年度からは外部利用者が利用可能な供用施設となり、多くの利用者によりさまざまな研究活動に利用されるようになっている。本講演では、平成21年度のJAEA-AMS-MUTSUの現状を報告する。平成21年度の試料測定数は、$$^{14}$$C測定を480試料、$$^{129}$$I測定を677試料測定した。この測定数は、平成20年度より712試料少なかった。測定数の減少は、制御システムの更新により、約1.5か月間、加速器を停止させたこと、検出器のアンプの故障により、数か月間、$$^{14}$$C測定が不可能であったことによるものである。現在は、問題も解消し、$$^{14}$$C及び$$^{129}$$Iともに順調に測定している。

論文

むつタンデトロンAMSによる$$^{14}$$C測定の高度化; 少量化への試み

田中 孝幸; 甲 昭二; 木下 尚喜; 山本 信夫

JAEA-Conf 2010-001, p.122 - 125, 2010/03

分子量分画や化学分画による物質の動態研究において、加速器質量分析(AMS)による放射性炭素測定を利用する研究が始まっている。分画の結果として、AMSに必要な試料量の少量化が進んでいる。今後、ますますこの傾向は強くなっていくと予想される。しかし、原子力機構むつ事務所が所有するAMS(JAEA-AMS-MUTSU)は、現在、約2mgの炭素量が必要であり、少量化の傾向に遅れている。そこで、JAEA-AMS-MUTSUでの放射性炭素測定に必要な試料の少量化を試みる。本研究では、AMS測定の際に、試料であるグラファイトを圧着するターゲットピースの形状及び圧着時に必要な器具について改良した。その結果、JAEA-AMS-MUTSUで約0.5mgの炭素量でも放射性炭素測定が可能であることを示した。

論文

タンデトロンAMS利用の現状と施設利用料金改定について

山本 信夫; 木下 尚喜; 甲 昭二; 田中 孝幸

JAEA-Conf 2010-001, p.88 - 91, 2010/03

日本原子力研究開発機構むつ事務所のタンデトロン加速器質量分析装置(JAEA AMS MUTSU:High Voltage Engineering Europa製Model 4130-AMS)は、最大加速電圧3MVのタンデム型加速器と炭素及びヨウ素同位体比測定用の2本のビームラインから構成されている。炭素とヨウ素の定常測定はそれぞれ平成11年12月,平成15年5月から開始され、平成17年度までは海洋環境における放射性核種の移行挙動にかかわる研究等におもに利用されてきた。平成18年度からは共用施設となり、原子力機構内外の種々のテーマでの測定に利用されている。本稿では、JAEA AMS MUTSUの利用の現状と平成22年度からの施設利用料金改定について報告する。

論文

むつタンデトロンAMS運転の現状2008-2009

甲 昭二; 木下 尚喜; 田中 孝幸; 山本 信夫

JAEA-Conf 2010-001, p.126 - 129, 2010/03

日本原子力研究開発機構(JAEA)青森研究開発センターむつ事務所に設置されている加速器質量分析装置は、オランダHigh Voltage Engineering Europa社製で1997年に導入された。このAMSは3MVのタンデム型静電加速器に炭素同位体比及びヨウ素同位体比測定用の専用ビームラインが取り付けられている。2006年4月にAMSの施設共用が開始され、稼働率は年々上昇し、2009年には総運転時間が2万時間を超えた。本報告では、2008年4月から2009年9月までのAMSの運転状況や故障等をまとめる。また、2009年6月から7月に行われたAMS運転制御システムの更新について報告する。

論文

JAEA-AMS-MUTSUにおける$$^{14}$$C測定の現状

田中 孝幸; 甲 昭二; 木下 尚喜; 山本 信夫

KURRI-KR-153, p.29 - 34, 2010/03

日本原子力研究開発機構青森研究開発センターにある加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU)は、1997年に設置され、放射性炭素については、1999年から定常運転を開始した。放射性炭素測定は、昨年度、1,193試料測定し、定常測定以来、8,809試料測定した。2006年度からは外部利用者が利用可能な共用施設となり、多くの利用者によりさまざまな研究活動に利用されるようになっている。JAEA-AMS-MUTSUの制御システムは、設置以来、Windows 3.1上で制御されているので、Windows 3.1と互換性のある交換部品の入手が困難となっていた。そこで、制御システムをWindows XPへと更新した。本講演では、JAEA-AMS-MUTSUの現状及び制御システムの更新について報告し、さらには、本年開発した溶存有機炭素中放射性炭素測定のための抽出法についても紹介する。

論文

JAEA-AMS-MUTSUの現状; 2008-2009

鈴木 崇史; 乙坂 重嘉; 田中 孝幸; 甲 昭二; 木下 尚喜; 山本 信夫

第22回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.107 - 110, 2010/01

日本原子力研究開発機構むつ事務所のタンデトロン加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU: High Voltage Engineering Europa製Model 4130-AMS)は、最大加速電圧3MVのタンデム型加速器と炭素及びヨウ素同位体比測定用の2本のビームラインから構成されている。炭素とヨウ素の定常測定はそれぞれ平成11年12月,平成15年5月から開始され、これまで海洋環境における放射性核種の移行挙動にかかわる研究等におもに利用されてきた。平成18年度からは共用施設となり、原子力機構内外の種々のテーマでの測定に利用されている。本稿では、平成20年度の運転状況と測定データのクオリティの確認結果について報告する。

論文

むつAMSにおけるC-14データ処理と質評価について

乙坂 重嘉; 天野 光; 甲 昭二; 木下 尚喜; 田中 孝幸

JAEA-Conf 2008-003, p.21 - 23, 2008/04

原子力機構タンデトロンAMS(JAEA-Mutsu AMS)では、平成18年4月より施設共用を開始し、原子力機構内のみならず、外部機関から受け入れた試料のC-14同位体比を測定している。利用者への計測データの報告にあたっては、国内外の多くの機関と同様に、国際的に承認された方法でpMC(per cent of modern carbon)値を算出し、独自に定めた基準に基づき測定の不備がないことを確認している。本講演は、JAEA-Mutsu AMSによるC-14測定データの質的評価の基準を明確にするとともに、データ質の均一性の保持に資することを目的として、利用者に対するデータレポートの内容と、計測データの質の評価についての基準をまとめ、解説する。

論文

JAEA AMS Mutsuによる$$^{129}$$I測定及びヨウ素循環研究への応用

鈴木 崇史; 甲 昭二; 木下 尚喜; 天野 光; 外川 織彦

JAEA-Conf 2008-003, p.24 - 27, 2008/04

日本原子力研究開発機構むつ事務所に設置されている加速器質量分析装置には$$^{129}$$I専用のビームラインが取り付けられている。このビームラインは高感度な測定を達成するために分解能の高い分析電磁石,静電ディフレクターを採用することにより分子イオン及びその破片による干渉ピークの除去を可能にしている。このビームライン性能確認試験の結果は高精度,高感度測定が可能であり、検出限界はヨウ素同位体比$$^{129}$$I/$$^{127}$$Iで10$$^{-14}$$程度である。$$^{129}$$Iはさまざまな原子力活動により環境中に放出される。特に核燃料再処理工場からの放出は大きく、欧州の再処理工場をポイントソースとして海水循環等の環境動態研究が行われている。日本では六ヶ所村に再処理工場が稼動予定である。日本分析センターとの協力により、再処理工場稼動前の日本各地の土壌,海藻,原乳中の$$^{129}$$I濃度測定を行った。現在は日本海を調査海域とし日本海海水中の$$^{129}$$I濃度を把握することにより$$^{129}$$Iの移行挙動について研究を行っている。本講演ではヨウ素ラインの性能及び今までに得られた$$^{129}$$Iに関する研究成果について概説する。

論文

むつタンデトロンAMS運転の現状

甲 昭二; 木下 尚喜; 渡部 幸也*; 馬場 正美*; 天野 光

JAEA-Conf 2008-003, p.13 - 16, 2008/04

日本原子力研究開発機構(JAEA)青森研究開発センターむつ事務所に設置されている加速器質量分析装置は、平成9年に導入された。このAMSは3MVの加速器に炭素同位体比及びヨウ素同位体比測定用の専用ビームラインが取り付けてられている。イオン源にはCsスパッタ型負イオン源が装備され、最大59個の試料を装着できる。炭素ラインは平成11年12月から、ヨウ素ラインは平成15年5月から定常測定を開始している。平成18年度からはタンデトロンAMSの施設共用が開始され、平成17年度以前の年間測定実績を超える多数のニーズが、原子力機構内外から寄せられた。20年度もさらにニーズの増加が予測されるため、実例を示しながら18年度から19年度9月までのAMS運転にかかわるトラブルや故障等の運転の現状について報告する。

論文

むつタンデトロンAMS利用の現状

天野 光; 甲 昭二; 木下 尚喜

JAEA-Conf 2008-003, p.9 - 12, 2008/04

JAEA-AMS-MUTSUは炭素、及び重元素用のイオン源をそれぞれ配置しており、重元素としてはヨウ素同位体比(I-129/I-127)測定用にライン設計された。当初、海洋調査研究のための共同利用施設としての利用が目論まれたが、諸事情のため旧原研の一施設として、海洋調査研究室によって運用され、おもに日本海,オホーツク海の海洋試料の測定に利用されてきた。平成17年度の旧原研と旧サイクル機構との統合による組織改変により、平成18年度より原子力機構の共用施設として内外の利用に供している。施設共用を開始した18年4月から19年9月末までの内部及び外部利用の全測定試料数は炭素1,648個,ヨウ素756個である。外部利用の割合は、炭素23%,ヨウ素45%である。これまでにJAEA-AMS-MUTSUを利用した外部機関は、受託研究等を含めると9機関である。内部利用としては、原子力基礎工学部門,バックエンド推進部門,核燃料サイクル工学研究所に加えて、むつ事務所AMS管理課が自前で行う技術開発等のための利用がある。本発表ではおもに施設共用開始後のJAEA-AMS-MUTSUの利用の現状について報告する。

論文

原子力機構むつ・タンデトロン加速器の現状2006-2007

天野 光; 甲 昭二; 木下 尚喜; 渡部 幸也*

JAEA-Conf 2008-005, p.38 - 41, 2008/03

タンデトロン加速器質量分析装置は、最大加速電圧3MVのタンデム型加速器と炭素及びヨウ素同位体比測定用の2本のビームラインから構成される。これまで海洋環境における放射性核種の移行挙動にかかわる研究等におもに利用され、平成18年度末までに約7,600試料(原子力機構:79%,原子力機構以外21%)を測定した。本発表では18年度の運転及び維持管理状況等について報告するとともに、18年度から開始した施設共用についても報告する。平成18年度の総測定時間は1955時間で過去最高であり、52%がC-14測定、48%がI-129測定に利用された。C-14測定では、海水や海底堆積物,空気や樹木年輪など1094個を、I-129測定では、海水,海藻,牛乳,土壌等の環境試料や模擬廃液等502個を測定した。前処理技術開発では、大気中二酸化炭素からのC-14抽出・精製,海水溶存有機物中C-14測定,海水中I-129測定の高度化等が行われている。18年度から開始した施設共用では18年度採択された成果公開課題は6件、成果非公開課題は2件であった。外部利用は今後さらに増大が予想され、内部利用のニーズと合わせAMS施設ではAMSの安定運転,運転時間の確保が重要である。

論文

溶媒抽出法を用いた加速器質量分析法による海水中$$^{129}$$Iの定量

賀佐 信一*; 澤藤 奈都子*; 甲 昭二; 木下 尚喜; 天野 光; 河村 日佐男*

Radioisotopes, 56(4), p.155 - 162, 2007/04

溶媒抽出による前処理法を用いた加速器質量分析(AMS)によって、海水中の$$^{129}$$Iを定量するための実用的な方法を開発した。この方法は、1Lの海水から海水中のヨウ素酸イオンをアスコルビン酸によってヨウ化物イオンに還元した後、全無機ヨウ素をn-ヘキサンを用いて溶媒抽出するものである。溶媒抽出の回収率は、イオンクロマトグラフを用いて全ヨウ化物イオンを定量することによって求めた。分析精度及びその正確さは、希釈したNIST SRM 3230 Level I標準溶液を添加した海水と濃度既知の海水で確認し、AMS測定の繰り返し精度は、海水試料及び硝酸銀とヨウ化カリウムから調製したヨウ化銀によって確認した。これらの分析の結果、分析精度及びその正確さは十分満足できるものであった。また、前処理を含む分析の繰り返し精度は約10%であった。本法は十分な分析精度及び正確さを有しており、$$^{129}$$I濃度レベルの低い海水の定量に利用できる。

論文

原子力機構むつ・タンデトロン加速器の現状

天野 光; 甲 昭二; 木下 尚喜; 鈴木 崇史; 田中 孝幸; 乙坂 重嘉; 桑原 潤; 北田 慶信*; 渡部 幸也*; 北村 敏勝

第19回タンデム加速器及びその周辺技術の研究会報告集, p.1 - 4, 2007/01

日本原子力研究開発機構むつ事業所タンデトロン加速器質量分析装置(JAEA-AMS-MUTSU: High Voltage Engineering Europa製 Model 4130-AMS)は、最大加速電圧3MVのタンデム型加速器と炭素及びヨウ素同位体比測定用の2本のビームラインから構成されている。これまで海洋環境における放射性核種の移行挙動にかかわる研究等におもに利用され、平成17年度末までに約6,000試料(原子力機構:80%,原子力機構以外20%)を測定した。本発表では、17年度の運転及び維持管理状況,前処理技術開発等について報告するとともに、18年度から開始した施設共用についても報告する。

論文

圧力溶解現象を考慮した珪藻質岩石の透水性評価

安原 英明*; 操上 広志; 木下 尚樹*; 岸田 潔*

第36回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, p.283 - 286, 2007/01

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、処分坑道周辺の岩盤・岩石の力学及び水理学特性を長期に渡り評価・予測することは非常に重要である。処分坑道近傍では、廃棄体からの発熱により化学作用が活発化し、岩盤・岩石の力学及び水理学特性に大きな影響を及ぼすことが考えられる。本報告では、圧力溶解現象を考慮した概念モデルを用いて、熱・水・応力下における化学作用を定量化し、珪藻質岩石の透水性評価を行った。特に、珪藻質岩石の構成主要素である石英,クリストバライト,アモルファスシリカの溶解特性に着目し、深地層下における圧力,廃棄体からの発熱を考慮し、透水特性変化を定量的に評価した。その結果、90$$^{circ}$$C以下の温度条件下でも時間とともに透水性が低くなる傾向が得られた。また、クリストバライト,アモルファスシリカを多く有する珪藻質岩石は、石英系岩石よりも化学作用が大きく、透水性変化がより顕著となることが確認された。

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