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論文

A Sensitive method for Sr-90 analysis by accelerator mass spectrometry

笹 公和*; 本多 真紀; 細谷 青児*; 高橋 努*; 高野 健太*; 落合 悠太*; 坂口 綾*; 栗田 沙緒里*; 佐藤 志彦; 末木 啓介*

Journal of Nuclear Science and Technology, 58(1), p.72 - 79, 2021/01

https://doi.org/10.1080/00223131.2020.1801530
 被引用回数：14 パーセンタイル：70.80(Nuclear Science & Technology)

Strontium-90 ($$^{90}$$Sr) is one of the most important fission products due to the potential health risks of its uptake and retention in the human body. Conventional analysis techniques involve beta-counting, which requires ingrowth of $$^{90}$$Y over a period of two weeks or more. Accelerator mass spectrometry (AMS) has the potential to shorten the analysis time while offering a lower limit of detection than beta-counting. Here, Sr in samples was recovered as SrF$$_{2}$$ to provide sufficient negative ions in the caesium-sputtering ion source. In the sample preparation step, 95-98% of Sr was recovered and 99-100% of Zr removed by ion-exchange separation. Sr recovery was $$sim$$30% in the precipitation process, and this can be improved. The recovered $$^{90}$$Sr was mixed with PbF$$_{2}$$ at an SrF$$_{2}$$:PbF$$_{2}$$ weight ratio of 4:1. A maximum 500 nA beam current of Sr$$_{3}$$ ions was obtained from SrF$$_{2}$$ samples. A five-anode gas ionization detector was used to avoid isobaric interference from $$^{90}$$Zr. The $$^{90}$$Sr/Sr atomic ratio background of $$sim$$6 $$times$$ 10$$^{-13}$$ (equivalent to $$sim$$3 mBq $$^{90}$$Sr) was comparable with that achieved at other AMS facilities. Good linearity $$^{90}$$Sr/Sr atomic ratios was obtained from 1.75 $$times$$ 10$$^{-10}$$ to 3.38 $$times$$ 10$$^{-9}$$. Suitable techniques for sample preparation and measurement were thus achieved for $$^{90}$$Sr analysis by AMS.

論文

福島原発周辺土壌中の$$^{36}$$Clの深度・蓄積量分布

太田 祐貴*; 末木 啓介*; 笹 公和*; 高橋 努*; 松中 哲也*; 松村 万寿美*; 戸崎 裕貴*; 本多 真紀*; 細谷 青児*; 高野 健太*; et al.

JAEA-Conf 2018-002, p.99 - 102, 2019/02

https://doi.org/10.11484/jaea-conf-2018-002

福島第一原子力発電所事故により放出された放射性核種に長寿命の$$^{36}$$Cl(半減期: 30.1万年)がある。$$^{36}$$Clは放射性廃棄物の処理の際に土壌中における高い移動能と相まって重要な核種である。しかし、土壌中では無機塩素(Clinorg)が有機塩素(Clorg)に変換・保持されることで、その移動の機構は不明である。本研究では、汚染地域の無機$$^{36}$$Clの深度分布を得ることで$$^{36}$$Clの動態を検討し、事故による$$^{36}$$Cl汚染の程度を検討した。また、5cm表土に含まれる$$^{36}$$Clについても検討した。2017年における深度分布では、$$^{36}$$Cl濃度は表層で最も高くなり、深度とともに緩やかに減少した。一方で、$$^{36}$$Cl/Clはほぼ一定(平均値: 3.24$$pm$$0.55 ($$times$$10$$^{-12}$$))の値を示した。事故前の$$^{36}$$Cl/Clと比べると$$^{36}$$Cl/Clの増加を示し、事故由来の$$^{36}$$Clは土壌3.6g/cm$$^{2}$$(=5cm深)より深く移動していることが分かった。

報告書

高レベル放射性廃棄物地層処分の安全性の評価; 地層処分システムの不確かさに対する確率論的解析手法の試適用(受託研究)

武田 聖司; 山口 徹治; 長澤 寛和; 渡邊 正敏; 関岡 靖司; 神崎 裕; 佐々木 利久; 落合 透; 宗像 雅広; 田中 忠夫; et al.

JAEA-Research 2009-034, 239 Pages, 2009/11

JAEA-Research-2009-034.pdf:33.52MB

地層処分の安全評価では、安全性を評価すべき時間枠が極めて長く、また、評価すべき処分システムの空間スケールが数km以上にわたることによる不確かさの把握が重要である。こうした処分システムの時間的及び空間的広がりに起因した不確かさは、その成因に着目すると、処分システムの構成要素(材料)の本質的な不均質性,構成要素で発生する現象の理解不足や予測の不確かさ,測定手法や工学技術の不完全さなどが考えられる。これらの不確かさは、研究開発の進展によりある程度低減あるいは定量化が可能である。本評価では、これらの不確かさを考慮して、高レベル放射性廃棄物の地層処分の安全性に関し、決定論的手法及びモンテカルロ法に基づいた確率論的手法を用いた解析を行った。おもに、人工バリアにかかわるシナリオ,モデル及びパラメータの不確かさが被ばく線量評価に与える影響を推定する方法を示し、その不確かさ影響解析を実施するとともに、得られた解析結果から今後も研究課題とすべき重要なモデルやパラメータを抽出した。

口頭

AMSを用いた福島原発周辺土壌の$$^{36}$$Clの定量

太田 祐貴*; 末木 啓介*; 笹 公和*; 高橋 努*; 松中 哲也*; 松村 万寿美*; 戸崎 裕貴*; 細谷 青児*; 高野 健太*; 落合 悠太*; et al.

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故により、莫大な量の放射性核種が環境中に放出された。$$^{36}$$Cl(半減期: 30.1万年)もまた放出が疑われる核種である。しかし、汚染地域の土壌中に含まれる$$^{36}$$Clを報告する研究は三宅ら(2015)の1件だけである。さらなる研究により$$^{36}$$Clの放出量と他の放射性核種の放出挙動との関係を評価することが求められる。そこで本研究では、筑波大学加速器質量分析(AMS)装置を用いて得た$$^{36}$$Cl/Clから$$^{36}$$Cl蓄積量(Bq/m$$^{2}$$)の算出を行い、放出量の大きい$$^{137}$$Csや$$^{36}$$Clと同じハロゲンである$$^{129}$$Iとの比較検討を行った。

口頭

加速器質量分析法を用いた$$^{90}$$Sr測定の試み

細谷 青児*; 笹 公和*; 高橋 努*; 本多 真紀*; 佐藤 志彦; 高野 健太*; 落合 悠太*; 山口 晃司*; 末木 啓介*

no journal, , 

福島第一原子力発電所事故によって放出された$$^{90}$$Sr(T1/2=28.79yr)について、迅速な測定技術開発の要望が増加している。しかしながら液体シンチレーションを用いた従来の$$^{90}$$Srの定量には2週間以上かかり、大量の試料を定量するのは困難である。新たにICP-MSで の$$^{90}$$Srの迅速測定手法が実用化されたが、福島第一原子力発電所事故に起因する$$^{90}$$Srの放出量を定量するには不十分である。そこで加速器質量分析法(AMS)を用いた$$^{90}$$Srの測定手法を確立することによって、迅速かつ高感度な$$^{90}$$Srの定量を開発中であり、本発表ではその途中経過について報告する。

口頭

「もんじゅ」2次メンテナンス冷却系の解体撤去における技術実証・確認,3; 湿り炭酸ガス法を用いた残留ナトリウム安定化処理の技術実証

佐藤 方実; 関野 航大; 磯部 祐太; 林 長宏; 水井 一彦; 松野 広樹; 松井 一晃; 若崎 真吾*; 落合 亮介*

no journal, , 

「もんじゅ」の二次冷却設備で適用予定の湿り炭酸ガス法による安定化処理について、2次メンテナンス冷却系の解体を通じて実証し、必要なユーティリティや時間等のパラメータを取得することにより、今後の安定化処理の計画や終了判断条件の設定等に反映する。本報ではそれらの技術実証計画について報告する。湿り炭酸ガス法は、ナトリウムに湿分を含む炭酸ガスを接触させて化学的に安定なナトリウム炭酸塩へ転換する方法であり、国内外で実績があるが、国内の原子炉施設への適用は初めてである。今回、2次メンテナンス冷却系の解体の一環として湿り炭酸ガス法による安定化処理を実施し、今後の二次冷却設備への適用に向けた技術実証及び種々のデータ採取等を行う。

口頭

リブ構造を有するブランケットモジュールのTBR評価

Kwon, S.*; 笠田 竜太*; 小西 哲之*; 佐藤 聡; 谷川 尚; 落合 謙太郎

no journal, , 

原子力機構が設計を進めている水冷却固体増殖ブランケットでは加圧水により冷却を行う。耐圧性能を高めるため、モジュール筐体を小さな区画に分割し、補強リブを追加する構造案が検討されている。補強リブの追加によりトリチウム増殖比(TBR)の減少が予想されるため、核的な観点で有利となるリブ構造の検討が必要である。本研究ではリブ構造を有するブランケットのトリチウム増殖比(TBR)を、3次元モデルを用いたモンテカルロ計算コードMCNP-5.14、核融合評価済核データライブラリーFENDL-2.1を用いて評価し、リブ構造材や増殖材,増倍材の配置や組成などの影響を検討した。増殖材はLi$$_{2}$$TiO$$_{3}$$あるいはLi$$_{2}$$O微小球、増倍材はベリリウム微小球、第一壁と側壁、リブ構造材はF82Hと冷却水、増殖・増倍材を充填する区画の断面は100mm$$times$$100mmとし、以下のパラメータを変えてTBRを評価した。(1)構造材,冷却材,増殖材,増倍材の配置、(2)増殖材の種類、増殖材中のリチウム同位体の濃縮度、(3)増殖材及び増倍材微小球の充填率、(4)層構造の配置をブランケットの径方向に配置した場合と高さ方向に配置した場合。その結果、TBRの最大値は1.315となることがわかった。

口頭

6MVタンデム加速器による$$^{90}$$Sr-AMS

細谷 青児*; 笹 公和*; 高橋 努*; 本多 真紀*; 佐藤 志彦; 高野 健太*; 落合 悠太*; 末木 啓介*

no journal, , 

AMSによる$$^{90}$$Srの分析法が確立されることによって高感度かつ迅速な分析法の開発を試みた。標準試料からのSrF$$^{3-}$$ビーム引き出すことができ、国内初となる$$^{90}$$SrのAMSによる検出に成功した。同重体$$^{90}$$Zrの分離については5枚電極型$$Delta$$E-E検出器を用いて、検出器ガス(イソブタンガス)の圧力を約30Torrに調整することにより同重体$$^{90}$$Zrとの分離が最大になることが分かった。現在解析中であるが、バックグラウンドは$$^{90}$$Sr/Sr~10$$^{-12}$$前半から10$$^{-13}$$後半を見込んでいる。

口頭

加速器質量分析法によるストロンチウム90の迅速定量法の開発

笹 公和*; 細谷 青児*; 本多 真紀*; 高橋 努*; 佐藤 志彦; 高野 健太*; 落合 悠太*; 末木 啓介*

no journal, , 

ストロンチウム90($$^{90}$$Sr)は、ウランやプルトニウムなどの核分裂生成物であり、原子力発電所での事故や1950年代に実施された大気圏内核実験により、環境中に供給された放射性核種である。しかし、純$$beta$$線放出核種の$$^{90}$$Sr分析には複雑な化学操作と時間が掛かるため、迅速な定量手法の開発が求められている。本研究では、$$^{90}$$Srを加速することで、物質(検出器内のガス)中でのエネルギー損失差を利用して妨害となる同重体(同重分子や$$^{90}$$Zrなど)と分離識別して、直接的に検出器により計数を行う手法を開発した。

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