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口頭

J-PARC ANNRIにおける飛行時間法を用いた即発$$gamma$$線分析法の開発とその応用

藤 暢輔; Huang, M.; 海老原 充*; 瀬川 麻里子; 土屋 晴文; 前田 亮; 木村 敦; 中村 詔司

no journal, , 

J-PARC MLFに設置した中性子核反応測定装置ANNRIにおいて飛行時間法を用いた即発$$gamma$$線分析法(TOF-PGA)の開発を行っている。TOF-PGAは従来法である即発$$gamma$$線分析(PGA)や中性子共鳴捕獲分析(NRCA)に比べて分解能が飛躍的に向上しており、非常に複雑な元素構成をもつ試料であっても、他の元素からの妨害をほとんど受けずに定量することが可能である。Ni基超合金は、優れた耐熱性を持つため高温ガス炉やガスタービンなどの材料としての開発が行われているが、元素構成が複雑であるためPGAやNRCAによる非破壊分析が困難であった。TOF-PGAの性能評価実験としてNi基超合金の模擬試料を測定した結果、従来法ではMoが他の元素の影響を受けて正常な値を得られなかったが、TOF-PGAでは正確に求めることができた。本発表では、Ni基超合金模擬試料実験の詳細と、TOF-PGAの高度化計画について報告する。

口頭

核医学用$$^{211}$$At生成の効率化に向けたカメラ型アルファ線イメージング

瀬川 麻里子; 西中 一朗*; 藤 暢輔; 井上 徹*

no journal, , 

本研究は難治性の悪性腫瘍に対し治療効果の高いアルファ放射性同位体$$^{211}$$Atの効率的な生成に資するため、$$^{211}$$Atの新たな生成量評価技術の開発を目的として実施した。従来、加速器等で生成された$$^{211}$$Atは1半減期以上の時間をかけイメージングプレートで放射線を撮影し、その生成量を静止画像で確認していた。これでは実験の成否を判断するのに一両日以上かかるという課題があった。本研究ではカメラシステムを新たに構築し、リアルタイムで$$^{211}$$Atから放出されるアルファ線を即時観察可能とすることで、この課題を解決する。この結果、スピーディな$$^{211}$$At生成手法が確立でき、さらに今後の$$^{211}$$At治験法の実用化に向け、治療効果の定量的な評価手法の技術的な開発にも資すると期待される。医療系のニーズとして高感度かつ高解像のそれぞれに特化した2種類の装置が求められていることが判明したため、本研究では2種類のシステムを開発して原子力機構で生成した低線量の$$^{211}$$Atを用いてこれらの性能を評価した。この結果、約1.6cm$$times$$2.1cmの視野で約17.5$$mu$$mの空間解像度を達成し、数十-百Bqという低い放射線量の$$^{211}$$Atでも、リアルタイム可視化が可能であることを示した。また、$$^{211}$$At線源からのアルファ線を連続的に撮像してアルファ線量の減衰を解析し、$$^{211}$$Atの半減期を精度3%で導出可能であることを実証した。

口頭

抽出クロマトグラフィーとICP-MS/MSによる尿中$$^{90}$$Sr迅速分析法

富田 純平; 竹内 絵里奈

no journal, , 

本研究では、簡便な共沈及び抽出クロマトグラフィーによるSrの迅速分離とトリプル四重極ICP-MS(ICP-MS/MS)による$$^{90}$$Sr濃度測定を組み合わせた尿中$$^{90}$$Srの迅速分析法について検討した。$$^{90}$$Srは、MS/MSモードで測定し、リアクションガスとしてO$$_{2}$$(流量100%)を使用した。Srを50mg/L含む溶液を測定したところ、m/z=90への$$^{88}$$Srテーリングの影響は確認されなかった。また、この測定条件では、同重体である$$^{90}$$Zrに加え、Ge及びSeによる干渉が確認されため、合成尿(1.6L)にGe, Se, Sr及びZrをそれぞれ1mg添加し、リン酸塩共沈により回収後、抽出クロマトグラフィー用レジン(プレフィルタ、TRU及びSrレジンをこの順番に連結したもの)によりSrを分離した。その結果、m/z=90のシグナル強度はバックグラウンドレベルまで低減できた。この時のSrの回収率は平均77%であった。また、合成尿(1.2-1.6L)に既知量の$$^{90}$$Sr添加し、同様に分析したところ、測定値は添加量と誤差範囲(2$$sigma$$)内で一致し、手法の妥当性が確認された。本実験で得られた検出限界値は約1.0Bq/尿試料であり、尿試料からのSr分離及びICP-MSによる$$^{90}$$Sr測定に要した時間は10時間程度であった。

口頭

「環境放射能」研究会における東京電力福島第一原子力発電所事故関連研究報告のとりまとめ

別所 光太郎*; 松村 宏*; 三浦 太一*; 飯本 武志*; 木下 哲一*; 坂口 綾*; 杉原 真司*; 高宮 幸一*; 田上 恵子*; 長尾 誠也*; et al.

no journal, , 

「環境放射能」研究会は、JCO臨界事故を契機として2000年にスタートし、自然環境放射能、放射線・原子力施設環境放射能を基本テーマに、その他の討論主題1$$sim$$2件を挙げる形で、毎年2$$sim$$3月につくば市の高エネルギー加速器研究機構で開催されてきた。毎回、研究会終了後には、査読付きのProceedings論文集を刊行している。東京電力福島第一原子力発電所事故の後に開催された2012年の第13回以降は、同事故に関連する環境放射能・放射線測定に関連した研究発表が、研究会での報告の多くの割合を占めるようになった。また、環境放射能を専門とする研究者にとどまらず、様々な分野の研究者や技術者、自治体関係者、一般市民の方々なども参加するより幅広い情報交換の場となった。この傾向は、2017年の第18回研究会においても継続している。「環境放射能」研究会世話人会では、事故から5年を迎えるのを機に、事故以降5年間の関連する環境放射能研究を、第13回(2012年)$$sim$$第17回(2016年)「環境放射能」研究会での発表(計326件)を中心にとりまとめる作業を2016年3月にスタートさせ2017年3月に出版物を発行した。本報告は、このとりまとめ活動の概要を報告するものである。

口頭

環境試料中に存在する単一ウラン粒子の同位体比分析

富田 涼平; 江坂 文孝; 宮本 ユタカ

no journal, , 

環境試料(IAEAによる原子力施設の査察試料)中に含まれるウラン粒子をマイクロマニピュレーションにより取り出すことで、ウラン以外の粒子から放出される分子イオンの影響を排除した精密なウラン同位体比を二次イオン質量分析(SIMS)によって測定する方法の開発を行ってきた。しかし、試料中に数多くのウラン粒子が存在する場合には、分析時間の制約上、ウラン粒子の一部(1試料当たり10$$sim$$20粒子程度)を無作為に取り出して分析することになるため、必ずしも試料全体のウラン同位体比の分布を反映することにはならないという問題があった。本研究ではマイクロマニピュレーションで分離した50個以上のウラン粒子をSIMSの簡易測定で短時間におおよそのウラン同位体比分布を把握した後、この分布を代表する粒子を選び出して詳細分析した。これにより、少数の粒子分析でも試料全体のウラン同位体比分布を網羅できる分析方法を実現した。

口頭

環境試料中に存在する放射性微粒子の単離方法の検討

田籠 久也; 石井 康雄; 金井塚 清一*; 土肥 輝美; 飯島 和毅

no journal, , 

福島第一原子力発電所周辺の土壌およびリターにおける放射性核種の化学的形態と分布を評価するために、放射性粒子の分離法を実施した。放射性粒子を分離するための主な手順は次のとおりである。乾燥およびサイズ分類の後、試料を過酸化水素で分解した。そして、放射性核種の分布を把握するためのIP法を実施する。高い放射線を示す部分をフィールドエミッション電子プロマイクロアナライザ(FE-EPMA)およびエネルギー分散型X線分析(EDS)からなる電子顕微鏡分析を行った。上記の方法の結果として、Baのような独特な元素組成を有するいくつかの粒子が同定された。さらに、マイクロマニピュレータを用いて100-200$$mu$$mの粒子を単離する方法を確立した。微細粒子(50$$mu$$m未満)の分離は集束イオンビーム加工装置(FIB)を用いてカーボンテープにトレンチを掘る方法を適用した。

口頭

重陽子照射で発生する加速器中性子によって製造するがん治療用$$^{67}$$Cuの比放射能評価

橋本 和幸*; 川端 方子*; 佐伯 秀也*; 佐藤 俊一*; 塚田 和明; 須郷 由美*; 永井 泰樹*; 初川 雄一*; 石岡 典子*

no journal, , 

$$^{67}$$Cu(半減期62時間)は、がん治療に適したベータ線(平均エネルギー141keV)と画像化に適した$$gamma$$線(185keV)を同時に放出するため、がん治療用核種として有望視されているが、大量に高品質の$$^{67}$$Cuを製造する方法が限られているため、研究開発が限定的である。そこで我々は、高崎量子応用研究所AVFサイクロトロンにて重陽子ビームをベリリウム標的に照射することで発生する高速中性子を$$^{68}$$ZnOに照射することにより$$^{67}$$Cuを製造する手法の開発を行っており、これまでに、動物実験が可能な高品質$$^{67}$$Cuの分離精製法を確立した。講演では、製造した$$^{67}$$Cuの比放射能を、DOTA標識法により評価したので報告する。

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

福島第一原子力発電所近傍におけるダスト中の放射性セシウム含有粒子の分布調査

箕輪 はるか*; 吉川 英樹; 中間 茂雄; 佐藤 志彦; 末木 啓介*

no journal, , 

2011年3月の福島第一原子力発電所事故により環境中に放出された放射性物質の中には、水溶性成分だけでなく不溶性で粒子状の物質が存在することが明らかになってきている。本研究では、このような放射性セシウム含有粒子について、沈着した平面上での表面分布および、原子力発電所近傍での空間分布を調べた。

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

福島原発事故由来の放射性粒子に含まれる$$^{125}$$Sbと$$^{129}$$Iの定量

松尾 一樹*; 末木 啓介*; 佐藤 志彦; 吉川 英樹; 箕輪 はるか*; 笹 公和*; 松中 哲也*; 松村 万寿美*; 高橋 努*; 坂口 綾*

no journal, , 

2011年3月に発生した福島第一原子力発電所事故によって、大量の放射性物質が放出された。その中で不溶性の放射性粒子が、大気浮遊塵中や土壌中から発見された。その特徴は、ケイ酸ガラス質で放射性セシウム($$^{134}$$Cs, $$^{137}$$Cs)のみが放射線源である。本研究では粒子が生成した際の放射性核種の取り込みの特徴を推定し、粒子生成プロセスにつながる情報を得るため、現在測定可能である放射性核種の定量を試みた。結果は、SbはCsと同じように取り込まれたものが存在した一方、Iの取り込みはCsとは異なっていたと分かった。このことから、粒子の放射性核種の取り込みには、核種ごとに差異が存在すると推定された。これは、粒子生成時に核種を選択する過程が存在していた可能性を示唆している。

口頭

103番元素ローレンシウムの価電子構造決定に向けた低速原子ビーム取り出し技術の開発

富塚 知博; 床井 建運*; 佐藤 哲也; 浅井 雅人; 塚田 和明; 豊嶋 厚史; Chiera, N. M.; 鎌田 裕生; 永目 諭一郎; 後藤 真一*

no journal, , 

加速器による重イオン核反応でのみ生成され低生成率かつ短寿命な103番元素ローレンシウム(Lr)は、単一原子レベルでしか得られない。Lrは相対論効果の影響で、その最外殻電子の軌道が、周期表から期待される軌道と異なることが予想されるなど、その化学的性質を知ることは重元素の化学的挙動を系統的に理解にするための鍵となる情報である。本研究では、その最外核電子のスピン情報をStern-Gerlach法等を用いて直接観測するため、このような単一原子レベルに適用できる原子ビーム生成法開発を目指し、Lrの第一イオン化エネルギー(IP1)測定で使用した表面電離型イオン源を基にした原子ビーム源の開発を進ってきた。発表では、開発の現状と今後の計画について報告する。

口頭

気相中における無担体放射性ヨウ素とアスタチンの化学種同定に向けたキャビティリングダウン分光装置の開発

豊嶋 厚史; 青柳 登

no journal, , 

無担体放射性トレーサーは様々な分野で利用されているが、その微量さのため分光法により化学形を同定するのは難しく、これまで報告されたことはない。本研究では、放射性ヨウ素とアスタチンに着目し、気相中における化学種同定法として高感度のキャビティリングダウン分光(CRDS)装置の開発を行っている。本装置では、二つの高反射率ミラーで挟まれた光学キャビティ内でパルスレーザー光を数万回以上往復させ、キャビティ内に導入したヨウ素やアスタチンの吸光を行う。レーザー光はミラーでの反射の際に少しずつ外に漏れだすが、往復する度にレーザー光は弱くなり漏れ出し光も弱くなる。また、ヨウ素やアスタチンが光路上に存在し、レーザー波長がそれらの吸収波長に該当する場合、レーザー光はそれらに吸収される。これらの過程によって漏れ出し光は減衰として観測され、ブランク測定と試料測定における減衰寿命の差から、該当波長での吸光係数が得られる。波長を変化させて吸光係数を調べることで化学種を同定することができると考えられる。討論会では装置開発の現状について報告する。

口頭

An Overview of the most recent gas-phase experiments with the Superheavy element copernicium

Chiera, N. M.

no journal, , 

The study of the chemical properties of Superheavy elements (SHEs) - i.e., elements with Z $$geq$$ 104 - represent an extreme challenge for nuclear chemists. In fact, since SHEs experiments can be performed only at the "one-atom-at-a-time" level, they require the development of the most advanced and sophisticated setups. Here, an overview of the latest gas-chromatographic experiments with copernicium (Z = 112) will be presented.

口頭

電解析出した4価ウランの反応性に関する研究

大内 和希; 音部 治幹; 北辻 章浩

no journal, , 

本研究では、U析出物の反応性に関する知見を得るために、電極表面に電解析出したU(IV)析出物の重量の時間変化及びU析出物の状態変化が触媒作用に及ぼす影響について調査した。重量の時間変化から、電解析出したU(IV)析出物は酸化溶出により減少することが分かった。また、時間経過により異なる状態のU析出物を電極上に形成させ、Uの還元・析出速度を測定したところ、時間が経過したより安定な状態の析出物の方が触媒作用が大きいことが分かった。

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