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乙坂 重嘉; 田中 孝幸; 外川 織彦; 天野 光
JAEA-Conf 2008-003, p.67 - 70, 2008/04
環境動態研究グループでは、日本海及び青森周辺海域で採取された粒子状有機物中の放射性炭素(C-14)同位体比の時空間変化から、同海域における粒子状有機物の輸送過程を追跡する研究を展開している。本研究のC-14同位体比の測定は、原子力機構青森研究開発センターが所有するタンデトロンAMSを利用して実施しており、これまでに115試料が測定されている。ここでは、一連のC-14同位体比から推定された、日本海盆及び日高沖における粒子状有機物の輸送過程について報告する。いずれの海域でも、粒子状有機物のデルタC-14値は深さとともに減少し、試料を採取した水深から海底までの距離と、デルタC-14値との間には、有意な関係は見られなかった。海水中の粒子状有機物が示す古い「見かけの年齢」は、海底堆積物の再懸濁のみでは説明できず、海洋表層で生産される新しい有機物と河川等を通じて陸上から供給される古い有機物のバランスが、その「見かけの年齢」を決定付けることが示唆された。
乙坂 重嘉; 田中 孝幸; 外川 織彦; 天野 光; 荒巻 能史*
JAEA-Conf 2008-003, p.63 - 66, 2008/04
環境動態研究グループでは、日本海の広域で海洋調査を展開してきた。溶存無機炭酸中の放射性炭素(DIC-14)は、同海域における海水流動のトレーサーとして有効であることから、一連の観測で約3,000におよぶ試料が採取され、これまでに2,500試料が、原子力機構青森研究開発センターが所有するAMS(加速器質量分析装置)によって測定された。本講演では、その成果の一つとして、日本海北部における深層水の特性と循環過程について報告する。日本海北部(間宮海峡付近)は同東部(ウラジオストク沖)と並んで、日本海の海氷形成域として知られている。一般に、海氷を起源とする低温・高密度な海水は深層へと潜り込みやすいため、海氷域はその海域の深層水を形成し、深層循環をコントロールすることが指摘されている。舟状の海底地形を持つ日本海北部海域の中央部分では、水深25mにおける海水中のDelta C-14値は、対馬暖流水起源と考えられる周辺地点での海水に比べて10‰程度しか低くないことから、アムール河を起源とする淡水の寄与は十分に小さく、少なくとも2001から2002年の冬季には、日本海北部では深層水は形成されていないことが示唆された。
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。
I濃度分析法に関する検討國分 祐司; 中野 政尚; 武石 稔
JAEA-Conf 2008-003, p.32 - 35, 2008/04
これまで、環境試料中のIは中性子放射化分析(以下NAAと記す)を用いて測定してきた。NAAは検出限界がヨウ素原子数比(I/
I)で10
10
である。表土等比較的フォールアウトの影響を受けやすい環境試料には適しているものの、沈着したIの地中や水系への移行挙動を調査するためには十分とは言えず、さらに検出限界を下げる必要がある。また、原子炉の利用は制約があり、作業員の被ばくのおそれもある。そこで、(1)試料作製が非常に簡便(2)同時に多試料の測定が可能(3)高感度(I/I:10
以下)な加速器質量分析装置(以下AMSと記す)を利用したI測定を試みた。AMSを本調査に用いるにあたり、AMS測定用試料作製法を検討するとともに、AMS測定値とNAA測定値を比較,検討したので報告する。AMSで測定した東海再処理施設周辺の土壌中I/I原子数比は、1.2
10
8.210であった。また、原子数比は南西約2km地点で最大となった。AMSで得られたI/I原子数比は、NAAと比較して、おおむね一致したが、若干小さな値となった。AMSでは、試料燃焼時のヨウ素回収率が100%に達しないにもかかわらず、100%と仮定し、浸出後に希釈用安定ヨウ素を加えたためと考えられる。
田中 孝幸; 乙坂 重嘉; 天野 光; 外川 織彦
JAEA-Conf 2008-003, p.71 - 74, 2008/04
海水中溶存態有機物(DOC)の挙動解明は、放射性物質等の海水中での挙動や地球温暖化の影響を紐解くうえで重要な因子である。このDOC動態の時間スケールや供給源情報を与え得る放射性炭素同位体比(
C)の測定は、測定の困難さによりデータが極めて少ない。本研究で開発した紫外線照射によるDOC酸化システムは、高酸化効率が得られ、高精度なDOC中放射性炭素の測定を可能とした。このシステムを用いて、日本海でのDOC鉛直分布を得ることに成功した。日本海大和海盆におけるDOCのCは、表面で高く(-192‰)、深さとともに減少し、1000m以深では-306‰で一定となった。日本海深層のCは、東部北太平洋の値(-550‰程度),西部北大西洋の値(-350-400‰)より高い値を示しており、これは、おもに両海域における海水循環の時間スケール(大西洋:約1000年,太平洋:約2000年,日本海:約500年)に起因していることが明らかになった。
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I/Iで10
程度である。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I濃度を把握することにより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Iに関する研究成果について概説する。
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。
Cをトレーサーとして利用した森林中炭素挙動研究安藤 麻里子; 小嵐 淳; 石塚 成宏*; 齋藤 武史*; 平井 敬三*
JAEA-Conf 2008-003, p.75 - 78, 2008/04
森林土壌は陸域における炭素の巨大な貯蔵庫であり、地球温暖化ガスであるCO
の循環において極めて重要であるため、その炭素貯留機能を正確に評価することが求められている。本研究では、土壌に植物の枯死体(リター)として添加される炭素中のCが大気中核実験の影響で1950年代以降大きく変動したことを利用して、土壌深度ごとの有機物の滞留時間及びCO放出速度を評価した。また、土壌有機物やリター分解により放出されるCO中C濃度と植物の根呼吸起源のCO中C濃度が異なることを利用して、地表面からのCO発生源の季節変動を評価した。結果として、リター及び深さ20cmまでの土壌のうち炭素貯留量が6.3%であるリターからのCO放出速度が全体の60%を占めること,土壌表面からのCO放出起源は6月にリターや根呼吸の寄与が大きく、地温の上昇する8月に表層の土壌有機物の寄与が大きくなるという明確な季節変動を示すことが明らかになった。
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。
天野 光; 山道 美和子*; 馬場 正美*; 百島 則幸*; 杉原 真司*; 上田 祐介*; 中村 康弘*
JAEA-Conf 2008-003, p.84 - 87, 2008/04
空気中のC-14分析は、苛性ソーダ等のアルカリ溶液やモレキュラーシーブといった二酸化炭素吸収剤を用いて捕集し、その後、炭酸カルシウム等の沈殿とし、液体シンチレーション計測で測定するのが一般的であるが、少量試料で測定できるAMSの特徴を生かし、空気を直接アルミニウムバッグ等で捕集し、真空ガラスライン等を用いて、二酸化炭素を捕集・精製し、グラファイトに還元しAMSで測定する手法を検討した。河川水中無機態C-14については、従来法では大量水から窒素ガスで追い出した溶存二酸化炭素をアルカリ溶液に捕集し、炭酸カルシウムの沈殿とし液体シンチレーション計測で測定するが、少量河川水中溶存炭素を二酸化炭素として真空ガラスラインに導入・精製し、グラファイトに還元しAMSで測定する手法を検討した。本手法を用いて実際の大気,土壌空気や河川水中の無機態C-14をAMSで測定した。
and its carbon isotope analyses in the semi-natural woods on the campus of Hokkaido University藤吉 亮子*; 原木 之英*; 住吉 孝*; 天野 光
JAEA-Conf 2008-003, p.79 - 83, 2008/04
北海道大学構内の冷温帯落葉樹林において深さ30及び100cmの試坑を掘削し土壌空気中のCO濃度を2007年6月以来連続的に観測している。また、季節ごとに土壌空気及び森林大気(地表面からの高さ2m)を採取し、日本原子力研究開発機構青森研究開発センターAMS管理課に設置されている加速器質量分析装置(AMS)でCOの炭素同位体分析を行ってきた。これまでに得られた結果から、本観測ポイントにおける空気中のCOは気象条件や生物活動に起因する種々の発生源からの混合によっていることが示唆された。
山田 芳宗*; 安池 賀英子*; 天野 光
JAEA-Conf 2008-003, p.59 - 62, 2008/04
液体シンチレーション法(LSC法)は、高価な装置を必要とせず、マシンタイムや測定試料の個数などの制約も受けず、試料採取-前処理-測定試料の調製及び測定という一連の過程を連続的に簡便にできる。しかし加速器質量分析法(AMS法)に比べて多量の測定試料を必要とし、測定精度が劣るという欠点がある。実際の測定では必要量の試料を手に入れるのが困難な場合も多い。これらを考慮すると、LSC法とAMS法を併用して研究を進めるのが、最善の方策と考えられる。二つの方法を併用する場合には、あらかじめLSC法とAMS法による測定データを比較して、両測定方法の得失を明らかにし、その評価を行っておく必要がある。ここでは、樹木年輪試料を用いて、LSC法とAMS法による測定データを比較し、両測定方法の評価を行った。AMS法では、各測定の統計誤差は、約
7‰であった。この値は、LSC法の誤差と大差がない。また、再現性についても、8‰以内と、LSC法に比べて特に優れている訳ではなかった。したがって十分な試料量が確保できるならば、LSC法による分析の精度はAMS法とほぼ同程度であることがわかった。両測定値の系統的な差は標準試料からの測定試料作成時に起因すると考えられる。
Iの発生源と存在状態島 茂樹*; 賀佐 信一*; 天野 光; 長尾 誠也*; 山本 政儀*; 百島 則幸*; 古川 雅英*; 木村 秀樹*; 河村 日佐男*
JAEA-Conf 2008-003, p.28 - 31, 2008/04
我が国初の商業再処理施設の本格稼動に向け、その施設が建設されている六ヶ所村周辺海域あるいはその海域に影響を与える海水中I濃度について、文献調査を実施し、その現状などについて検討した。さらに、ヨーロッパを発生源とする人為起源Iの飛来の可能性について、大気の前方流跡線解析を行った。また、雨水中のI濃度及び海水中での無機態ヨウ素の化学形について、予備的な測定も行った。これらの予備的な結果から六ヶ所村沖の海水中のIは、英仏の再処理施設の影響を受けていること、雨水中のI濃度は、海水より1桁高いこと、表層海水中のIはほぼI
として存在していることが明らかとなった。今後、このような測定事例を増やすとともに、有機態ヨウ素を含めた人為起源のIの挙動を明らかにする必要がある。
窪田 卓見*; 中野 朋子*; 天野 光; 鈴木 崇史; 馬原 保典*
JAEA-Conf 2008-003, p.36 - 39, 2008/04
環境中のヨウ素分析において、年代が古くI-129同位体比の低い試料を取り扱う際には、人工起源(核実験や再処理工場など)由来の汚染の影響を考慮する必要がある。さらに地下水試料などヨウ素濃度が低いものは採取量が増加するため汚染を受けやすくなる。先行実験として、I-129の同位体比が低いとされる千葉県茂原市のかん水試料(高ヨウ素濃度)を京都大学原子炉実験所内の実験室で処理を行い分析したところ、予測される同位体比の数十倍程度の値を得た。この汚染の原因の一つが塩素含有試薬であることが示唆されたため、ハロゲンを含有しない抽出法の検討を行った。また、他の汚染源についての検討を行うため、複数の処理条件下にて測定試料を調製し分析を行った。NO
型陰イオン交換樹脂のヨウ素の吸着・溶離挙動は、バルク溶液の塩化物濃度が海水程度であっても影響を受けなかった。ドデカンによる溶媒抽出は、クロロホルムによる溶媒抽出と同等の結果を得た。逆抽出後のNaOH溶液からのAgI調製では、90%弱のヨウ素を回収できた。これらのことより、ハロゲンを含有しない試薬を用いたヨウ素抽出法において、総ヨウ素量の80%以上をAgIとして回収できた。
石丸 恒存; 齋藤 龍郎; 鈴木 元孝; 西澤 章光*
no journal, ,
日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、平成9年3月に岩石や地下水など天然試料の同位体分析を目的としてタンデム型加速器質量分析計(NEC製15SDH-2ペレトロン)を導入し、調整・試運転を経て平成10年9月よりCのルーチン測定を開始した。その後、運転開始から6年を経過した頃から装置の経年劣化による不具合が出始め、その都度対処しながら測定を行ってきている。原子力機構の保有する施設・設備の広範な外部活用を目的とした、施設共用制度による外部利用については平成18年10月より実施している。ここでは、JAEAペレトロン年代測定装置の概要、装置の最近の運転状況、内外の研究活用例について紹介する。
