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論文

Quantitative imaging of trace elements in solid samples by online isotope dilution laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry

柳澤 華代; 松枝 誠; 古川 真*; 石庭 寛子*; 和田 敏裕*; 平田 岳史*; 高貝 慶隆*

Analyst, 148(18), p.4291 - 4299, 2023/09

固体表面の定量マッピングが可能なオンライン同位体希釈レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析法(オンラインLA-ICP-IDMS)を開発した。LAで生成された試料エアロゾルは、独自開発したサイクロン式スプレーチャンバーを介して、同位体濃縮液のミストとオンラインで混合され、ICP-MSへと導入される。その後、同位体比の計算などを通じて各スポットにおける定量イメージング像を作成した。モデル元素としてFeとSrを選択し、オンライン同位体希釈に基づく定量によって認証標準物質を定量したところ、認証値と定量値の結果は良好であった。本法を生体硬組織に適用し、電子プローブマイクロアナライザーのデータと比較した結果、鉄とSrのような微量元素の定量に有効であることを確認した。

論文

Effect of radioactive cesium-rich microparticles on radioactive cesium concentration and distribution coefficient in rivers flowing through the watersheds with different contaminated condition in Fukushima

辰野 宇大*; 脇 嘉理*; 角間 海七渡*; 二瓶 直登*; 高瀬 つぎ子*; 和田 敏裕*; 吉村 和也; 中西 貴宏; 大手 信人*

Journal of Environmental Management, 329, p.116983_1 - 116983_13, 2023/03

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

This study investigated the effect of radioactive cesium-rich microparticles (CsMPs) on the radiocesium (RCs) concentration and distribution coefficient (Kd) in two rivers, Takase River and Kami-Oguni River, flowing in the watersheds with different radioactive contaminated conditions in Fukushima Prefecture. Unlike RCs adsorbed on to the suspended solids (SS), there was no correlation between the RCs concentration derived from CsMPs and the SS concentration in both rivers. Inflow of CsMPs to the targeted rivers was contingent. CsMPs were detected only in some samples during rainfall. Furthermore, the proportion of RCs concentration derived from CsMPs in the average RCs concentrations per unit mass of SS in both rivers during rainfall were not large, which were 10% or less. As a results, CsMPs did not significantly increase particulate RCs concentration and had little effect on Kd in both river water flowing the watershed with different RCs contaminated condition.

論文

Cesium-rich microparticles runoff during rainfall; A Case study in the Takase River

辰野 宇大*; 脇 嘉理*; 角間 海七渡*; 二瓶 直登*; 和田 敏裕*; 吉村 和也; 中西 貴宏; 大手 信人*

Radiation Protection Dosimetry, 198(13-15), p.1052 - 1057, 2022/09

 被引用回数:1 パーセンタイル:33.72(Environmental Sciences)

Cesium-rich microparticles (CsMPs) with high cesium-137 ($$^{137}$$Cs) concentrations were released and deposited in surface soil after the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident. Radioactive materials on the soil surface layer enter rivers owing to soil erosion during rainfall. In this study, we investigated CsMPs runoff through the river via soil erosion during rainfall in the Takase River watershed in Namie Town, Fukushima Prefecture, Japan. CsMPs were rarely detected in suspended solids (SS) in water samples collected during four rainfalls between February and July 2021. Furthermore, the proportion of $$^{137}$$Cs concentration derived from CsMPs to $$^{137}$$Cs concentration in the form of SS (particulate $$^{137}$$Cs) in the water was $$sim$$6% on average, which suggests that $$^{137}$$Cs runoff in the form of CsMPs from the forest to the Takase River was not large.

論文

Temporal variability of $$^{137}$$Cs concentrations in coastal sediments off Fukushima

鈴木 翔太郎*; 天野 洋典*; 榎本 昌宏*; 松本 陽*; 守岡 良晃*; 佐久間 一幸; 鶴田 忠彦; 帰山 秀樹*; 三浦 輝*; 津旨 大輔*; et al.

Science of the Total Environment, 831, p.154670_1 - 154670_15, 2022/07

 被引用回数:2 パーセンタイル:32.35(Environmental Sciences)

The monthly monitoring data (total 3647 samples) between May. 2011 and Mar. 2020 were analyzed to describe temporal variability of $$^{137}$$Cs concentration in coastal sediments off Fukushima. $$^{137}$$Cs concentration of sediment had decreasing trend, but non-linear model fitting suggested that this decreasing trend showed slower. Additionally, $$^{137}$$Cs concentration were up to 4.08 times greater in shallow sampling sites (7, 10, 20 m depth) following heavy rainfall events (before five months vs. after five months), such as typhoons. These were consistent with increasing particulate $$^{137}$$Cs (P-$$^{137}$$Cs) fluxes from river and increasing dissolved $$^{137}$$Cs (D-$$^{137}$$Cs) concentration in seawater. Finally, the numerical experiment was conducted and revealed that riverine $$^{137}$$Cs input could preserve $$^{137}$$Cs concentration in coastal sediment. These results indicate that riverine $$^{137}$$Cs input via heavy rainfall events is one of the main factors for preserving $$^{137}$$Cs concentration in coastal sediment off Fukushima.

論文

Radiocesium-bearing microparticles cause a large variation in $$^{137}$$Cs activity concentration in the aquatic insect ${it Stenopsyche marmorata}$ (Tricoptera: Stenopsychidae) in the Ota River, Fukushima, Japan

石井 弓美子*; 三浦 輝*; Jo, J.*; 辻 英樹*; 斎藤 梨絵; 小荒井 一真; 萩原 大樹; 漆舘 理之*; 錦織 達啓*; 和田 敏裕*; et al.

PLOS ONE (Internet), 17(5), p.e0268629_1 - e0268629_17, 2022/05

 被引用回数:3 パーセンタイル:45.99

本研究では、福島県太田川で採集した解虫性トビケラ(Stenopsyche marmorata)および肉食性ヘビトンボ(Protohermes grandis)幼虫の水生昆虫個体における$$^{137}$$Cs放射能濃度のばらつきを調査した。トビケラ幼虫は散発的に高い放射能を示したが、ヘビトンボ幼虫ではばらつきは見られなかった。オートラジオグラフィーと走査型電子顕微鏡による分析から、これらのトビケラ幼虫試料には、不溶性のCs含有ケイ酸塩ガラス粒子である放射性Cs含有微粒子(CsMPs)が含まれていることが確認された。また、CsMPsはトビケラ幼虫の餌となりうるペリフィトンや漂流粒子状有機物にも含まれており、幼虫はCsMPsを同サイズの餌粒子とともに摂取している可能性が示唆された。淡水生態系におけるCsMPsの分布や生物による取り込みは比較的知られていないが、本研究はCsMPsが水生昆虫に取り込まれることを実証している。

論文

Mineralogical characterization of radioactive particles from Fukushima soil using $$mu$$-XRD with synchrotron radiation

甕 聡子*; 向井 広樹*; 綿貫 徹; 大和田 謙二; 福田 竜生; 町田 晃彦; 倉又 千咲*; 菊池 亮佑*; 矢板 毅; 小暮 敏博*

Journal of Mineralogical and Petrological Sciences, 111(5), p.305 - 312, 2016/10

 被引用回数:16 パーセンタイル:52.27(Mineralogy)

福島土壌粒子から放射能をもつ粒子を選び出し、50ミクロン程度の粒子一粒ごとに鉱物種の同定を放射光X線回折によって行った。板状の風化雲母の粒については様々な度合のバーミキュライト化されたものが見出された。ごく微粒子の塊である土壌粒子からは、長石や石英に加えてスメクタイト状の粘土鉱物が検出された。

報告書

概要調査段階における設計・性能評価手法の高度化,3; NUMO-JAEA共同研究報告書(2013年度)(共同研究)

柴田 雅博; 澤田 淳; 舘 幸男; 牧野 仁史; 若杉 圭一郎; 三ツ井 誠一郎; 北村 暁; 吉川 英樹; 小田 治恵; 石寺 孝充; et al.

JAEA-Research 2014-030, 457 Pages, 2015/03

JAEA-Research-2014-030.pdf:199.23MB

原子力機構(JAEA)がこれまで蓄積してきた技術やノウハウを、原子力発電環境整備機構(NUMO)が今後行う精密調査地区の選定等の処分事業に適用できるよう、実施主体の視点に沿って実用化を図っていくための具体的な考え方と進め方を策定すること等を目的として、2011年度よりJAEAとNUMOは以下の3つのテーマについて共同研究を進めている。(1)水理の観点からみた母岩の適性を評価する方法に関する検討: 水理地質構造モデル構築手法の事例調査に基づいて、得られた知見を評価ツリーとして整理し、モデルの不確実性やそれらの評価項目への影響等についての検討を行った。(2)シナリオの構築方法に関する検討: 状態設定手順を実務的な観点から、さらに見直すとともに、セメント影響とガラス溶解挙動について、知見の体系的な整理と不確実性の影響について解析的検討を行った。(3)核種移行パラメータの設定方法に関する検討: 母岩の分配係数を対象に、国内外の事例調査をもとに複数の設定手法を整理し、堆積岩及び花崗岩への適用を通じ妥当性や課題を確認した。溶解度について、溶解度制限固相の決定を含む設定手法を検討し、主要核種への適用を通じ妥当性や課題を確認した。

論文

Recent progress in the energy recovery linac project in Japan

坂中 章悟*; 明本 光生*; 青戸 智浩*; 荒川 大*; 浅岡 聖二*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; et al.

Proceedings of 1st International Particle Accelerator Conference (IPAC '10) (Internet), p.2338 - 2340, 2010/05

日本においてERL型放射光源を共同研究チームで提案している。電子銃,超伝導加速空洞などの要素技術開発を進めている。また、ERL技術の実証のためのコンパクトERLの建設も進めている。これら日本におけるERL技術開発の現状について報告する。

論文

Progress in R&D efforts on the energy recovery linac in Japan

坂中 章悟*; 吾郷 智紀*; 榎本 収志*; 福田 茂樹*; 古川 和朗*; 古屋 貴章*; 芳賀 開一*; 原田 健太郎*; 平松 成範*; 本田 融*; et al.

Proceedings of 11th European Particle Accelerator Conference (EPAC '08) (CD-ROM), p.205 - 207, 2008/06

コヒーレントX線,フェムト秒X線の発生が可能な次世代放射光源としてエネルギー回収型リニアック(ERL)が提案されており、その実現に向けた要素技術の研究開発が日本国内の複数研究機関の協力のもと進められている。本稿では、ERL放射光源の研究開発の現状を報告する。

報告書

地質環境調査・物質移行評価に関する研究の基本的な方針

前川 恵輔; 澤田 淳; 太田 久仁雄; 操上 広志; 國丸 貴紀; 舟木 泰智; 濱 克宏; 竹内 真司; 天野 健治; 三枝 博光; et al.

JAEA-Review 2007-011, 8 Pages, 2007/03

JAEA-Review-2007-011.pdf:0.66MB

日本原子力研究開発機構が進めている地層処分技術に関する研究開発のうち、地上からの調査研究段階を対象として、地質環境調査から水理・物質移行の解析・評価に至る一連の評価手法の整備を目的とした研究テーマである「地質環境調査・物質移行評価に関する研究」について、今後5年程度を見通した研究の目標と進め方を示したものである。

報告書

幌延深地層研究計画における地上からの調査研究段階(第1段階)研究成果報告書; 分冊「地層処分研究開発」

藤田 朝雄; 谷口 直樹; 松井 裕哉; 棚井 憲治; 西村 繭果; 小林 保之; 平本 正行; 前川 恵輔; 澤田 淳; 牧野 仁史; et al.

JAEA-Research 2007-045, 140 Pages, 2007/03

JAEA-Research-2007-045-1.pdf:38.33MB
JAEA-Research-2007-045-2.pdf:44.62MB

本報告書では、堆積岩で塩水系地下水を対象とした幌延深地層研究計画において段階的に得られる地質環境条件を一つの適用例として、第1段階である地上からの調査で得られた情報をもとに処分場の設計技術や性能評価技術それぞれの適用性について論じるとともに、必要に応じて実施した技術の改良や代替技術の開発状況を取りまとめた。処分技術の信頼性向上では、最新の知見を踏まえ第2次取りまとめにおいて示された処分場全体設計フローの更新や人工バリアなどの設計手法の詳細化、並びに設計における地質環境条件の一般的な留意点や設計入力データ項目について整理を行った。また、これらを踏まえ、幌延の地質環境条件を一例とした場合の施設設計,人工バリア設計及び閉鎖設計を通じて第2次取りまとめで採用された設計手法が適用可能であることがわかった。安全評価手法の高度化については、第2次取りまとめにおいて示された安全評価手法を実際の地質環境に適用するために必要な具体的な作業をフローとして構築した。これに基づき、幌延の地質環境条件を一例として物質移行解析を行い、これらの検討を通じて第2次取りまとめの手法を堆積岩地域に適用した場合の調査から解析・評価に至る一連の方法論及び、その過程で得られるノウハウや知見,調査や解析上の留意点を整理した。

報告書

地質環境の調査から物質移行解析にいたる一連の調査・解析技術; 2つの深地層の研究施設計画の地上からの調査研究段階(第1段階)における地質環境情報に基づく検討

牧野 仁史; 澤田 淳; 前川 恵輔; 柴田 雅博; 笹本 広; 吉川 英樹; 若杉 圭一郎; 小尾 繁*; 濱 克宏; 操上 広志; et al.

JNC TN1400 2005-021, 148 Pages, 2005/09

JNC-TN1400-2005-021.pdf:32.85MB

実際の地質環境を対象とした物質移行解析に係わる技術基盤の検討として,2つの深地 層の研究施設計画から得られた地質環境情報を活用して一連の作業の枠組みを検討した。この検討を通じて、枠組みとなる作業のフローを作成しその有効性を確認した。さら に、そのフローに従った作業を実際の地質環境の情報を用いて行うことにより、作業 内容の具体化とともに、個々の作業および作業全体の向上に必要となる課題を明らか にすることができた。

論文

Highly polarized electrons from GaAs-GaAsP and InGaAs-AlGaAs strained-layer superlattice photocathodes

西谷 智博; 中西 彊*; 山本 将博*; 奥見 正治*; 古田 史生*; 宮本 延春*; 桑原 真人*; 山本 尚人*; 浪花 健一*; 渡辺 修*; et al.

Journal of Applied Physics, 97(9), p.094907_1 - 094907_6, 2005/05

 被引用回数:64 パーセンタイル:87.35(Physics, Applied)

GaAs-GaAsP及びInGaAs-AlGaAs歪み超格子光陰極は50%を超える偏極度の電子生成を実現してきた。InGaAs-AlGaAs歪み超格子光陰極では高い量子効率0.7%を達成したが、その偏極度は77$$pm$$5%であった。一方、GaAs-GaAsP歪み超格子光陰極では92$$pm$$6%の高い偏極度を0.5%の高い量子効率で達成した。さらに、このような超格子光陰極を用いたときの高い偏極度の電子生成メカニズムを実験的に得たスピン分解量子効率により明らかにした。

口頭

Emulsification technology of Aomori Hiba oil and its' antibacterial effect against staphylococci

岡部 敏弘*; 小野 浩之*; 畑山 一郎*; 和栗 敦*; 澤田 譲*; 津川 秀仁*; 市田 忠夫*; 中根 明夫*; 佐野 輝男*; 田中 和明*; et al.

no journal, , 

The oil extracted from Aomori Hiba has excellent antibacterial and insecticidal effects. To heighten the added value of the Aomori Hiba oil, the water-soluble nano-hiba oil with about 10 nm of particle size was developed by applying emulsification technology to the oil. The emulsified Aomori Hiba oils showed no signs of phase separation and remained intact even six months after its preparation. Since the nano-hiba oil can be sprayed quickly, antibacterial examinations were carried out to explore potential applications in preventions of hospital infection and damages caused by blight and insect in agricultural environments. Furthermore, a novel antibacterial material composed of nano-hiba oil and water-absorption gel was investigated. Hydroxypropyl cellulose hydrogels as support materials for the nano-hiba oil were prepared by irradiating their paste-like solutions. Subsequently, absorbability in nano-hiba oil as well as the antibacterial effects were evaluated. The hydrogels showed excellent antibacterial effect up to three weeks. Therefore, it was suggested that the hydrogels containing nano-hiba oil are suitable as antibacterial materials.

口頭

青森ヒバ油のエマルション化技術とナノヒバ油の応用

廣木 章博; 岩永 繁; 玉田 正男; 岡部 敏弘*; 小野 浩之*; 畑山 一郎*; 和栗 敦*; 澤田 譲*; 中根 明夫*; 佐野 輝男*

no journal, , 

青森県特産の青森ヒバから抽出される油「ヒバ油」は、細菌や真菌に対し優れた抗菌性が明らかにされているものの、水での希釈が困難なため利用範囲が一部の生活用品に留まっていた。そこで、利用範囲拡大のために水に均一に分散するヒバ油を得ることを目的として、乳化剤を用いたエマルション化について検討した。その結果、乳化条件を調節してヒバ油のエマルション粒径を200nm程度以下にすることで、半年に及ぶ経時安定性や希釈時の粒径安定性に優れた実用的なヒバ油製剤(ナノヒバ油)を開発することができた。開発したナノヒバ油は、ミスト状で噴霧することができ、ヒバ油と同程度の抗菌活性を示すことがわかった。さらに、ペースト状ヒドロキシプロピルセルロース水溶液に放射線照射することで得られたゲルをナノヒバ油の保持材とすることで、植物由来多糖類を原料とした環境に優しい抗菌ゲルを開発した。ゲルが吸収するナノヒバ油の量は、乾燥ゲル重量の5$$sim$$20倍量に達し、ナノヒバ油の種類により異なった。中でもシリカ含有ナノヒバ油を保持したゲルでは、シリカを含まないものに比べ約1.5倍の膨潤度を示し、白癬菌に対する抗菌活性は、約1か月前後も持続することが明らかとなった。

口頭

Spatial and depth distribution of radiocaesium in near-coastal sediment cores of Fukushima Prefecture

Chaboche, P.-A.*; 脇山 義史*; 高田 兵衛*; 和田 敏裕*; Evrard, O.*; 御園生 敏治; 尻引 武彦; 舟木 泰智

no journal, , 

Following the Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident in March 2011, large quantities of radionuclides in general, and radiocaesium ($$^{134,137}$$Cs) in particular, were emitted in terrestrial and marine environments of Fukushima Prefecture. Although $$^{137}$$Cs activity in these environments has decreased since the accident, the secondary inputs via the rivers draining and eroding the main terrestrial radioactive plume were shown to sustain high level of $$^{137}$$Cs in riverine and coastal sediments, which are likely deposited off the coasts of the Prefecture. Accordingly, quantifying the riverine sources of sediment deposited along the coast and characterizing its spatial and depth distribution, as well as its physico-chemical properties, is of the utmost importance to ensure the safety of fishery products and anticipate the environmental fate of radiocaesium. To conduct this project, coastal sediment cores (n=6) from 26 to 60cm depth were collected during cruise campaigns between July and September 2022 at the Ota, Niida and Ukedo river mouths. In this presentation, we report preliminary results regarding the spatial and depth distribution of radiocaesium activities in these sediment cores. Finally, we will discuss the main challenges identified so far to design and implement a sediment tracing method along the coast of the Fukushima Prefecture.

口頭

Identifying the riverine sources of sediment and associated radiocaesium deposited off the coast of Fukushima Prefecture

Chaboche, P.-A.*; 脇山 義史*; 高田 兵衛*; 和田 敏裕*; Evrard, O.*; 御園生 敏治; 尻引 武彦; 舟木 泰智

no journal, , 

The Fukushima-Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident trigged by the Great East Japan Earthquake and subsequent tsunami in March 2011 released large quantities of radionuclides in terrestrial and marine environments of Fukushima Prefecture. Although radiocaesium activity in these environments has decreased since the accident, the secondary inputs via the rivers draining and eroding the main terrestrial radioactive plume were shown to sustain high levels of $$^{137}$$Cs in riverine and coastal sediments, which are likely deposited off the coast of the Prefecture. Accordingly, identifying the sources of sediment is required to elucidate the links between terrestrial and marine radiocaesium dynamics and to anticipate the fate of these persistent radionuclides in the environment.

口頭

A New quantification method for trace elements using laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry

柳澤 華代; 松枝 誠; 古川 真*; 石庭 寛子*; 和田 敏裕*; 平田 岳史*; 高貝 慶隆*

no journal, , 

レーザーアブレーション誘導結合プラズマ質量分析法(LA-ICP-MS)は、他のイメージング分析に比べて高感度だが、目的元素の定量には、マトリックスに適合した認証標準物質(CRMs)が必要である。しかし、生体試料に適したCRMsはほとんど市販されておらず、従来のLA-ICP-MS法では定量が難しい。本研究では、同位体希釈法を組み合わせたデュアルガスフローシステムを利用した。本システムは、アブレーションサンプルとネブライザーで噴霧したスパイク液の2つのエアロゾルが、独自開発のデュアルポートチャンバーを介して混合される。開発した手法を使用して、CRMs中のFeとSrを定量し、認証値と一致した。さらに、定量マッピングへの応用の可能性を示すために、生体試料(歯と耳石)を分析し、従来の化学分析で得られた値と比較した。

口頭

Investigation of sorption behavior of $$^{137}$$Cs in a river-sea system boundary area

高田 兵衛*; 和田 敏裕*; 脇山 義史*; 平尾 茂一*; 佐藤 俊*; 青野 辰雄*; 中西 貴宏; 御園生 敏治; 尻引 武彦

no journal, , 

The $$^{137}$$Cs sorption behavior on suspended particles was studied in river and coastal seawater, Fukushima Prefecture from June 2019 to October 2021. Although the suspended particle concentration was lower in the river than in seawater, the $$^{137}$$Cs activity on suspended particles in the river lager than that in seawater. Proportions of ion-exchangeable, organically bound, and refractory fractions of $$^{137}$$Cs on suspended particles were also determined by conducting sequential extraction method. The ion-exchangeable fraction was less than 1% at both areas. The organically bound fraction was a few %, resulting in that the refractory fraction accounted for $$>$$ 90%. Thus, it is indicated that the mobility of $$^{137}$$Cs to marine biota is low in the studied areas.

口頭

Spatial and vertical distribution of radiocesium in marine sediment cores of Fukushima Prefecture

Chaboche, P.-A.*; 脇山 義史*; 高田 兵衛*; 和田 敏裕*; 御園生 敏治; 尻引 武彦; 舟木 泰智

no journal, , 

2011年3月の東日本大震災とそれに続く津波に端を発した福島第一原子力発電所(FDNPP)事故は、福島県の陸域および海域環境に大量の放射性核種を放出する結果となった。これらの環境中の放射性セシウム(すなわち$$^{134}$$Csと$$^{137}$$Cs)の放射能濃度は事故以来低下しているが、主な陸上放射性プルームを流出・浸食している河川からの継続的な流入が測定されており、福島県の沿岸沖に堆積した河川堆積物や沿岸堆積物中の$$^{137}$$Csの濃度が高いまま維持されている。したがって、陸域と海域の放射性セシウム動態の関連性を解明し、環境中の残留性放射性核種の運命を予測するためには、堆積物の発生源を特定することが必要である。

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