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山本 悠介*; 渡邊 隆広; 丹羽 正和; 島田 耕史
JAEA-Testing 2023-003, 67 Pages, 2024/02
JAEA-Testing-2023-003.pdf:4.63MB
東濃地科学センター土岐地球年代学研究所では、高レベル放射性廃棄物の地層処分技術に関する研究開発の一環として、地質環境の長期安定性に関する研究を進めている。一般に将来の自然現象に伴う地質環境の変化の予測・評価は、自然現象に関する過去の記録や現在の状況に関する調査結果に基づき行われる。岩石試料等の水素及び酸素の安定同位体比(
D、
O)は試料に含まれる水の供給源や混合過程等に関する情報が得られるため、過去に発生した自然現象を明らかにする上で重要な基礎データの一つとなる。東濃地科学センターでは、岩石試料等のD及びOを把握するため熱分解型元素分析装置(TC-EA)及び安定同位体比質量分析装置(IRMS)を組み合わせたTC-EA/IRMSによる分析手法を整備した。本稿ではTC-EA/IRMSを用いた岩石試料等のD及びOの分析手法を作業手順書として示すとともに、標準試料を用いた補正式の評価、標準試料の繰り返し測定による分析精度の評価及び岩石試料等を用いた試験測定結果の一例について報告する。
山本 昌彦; Do, V. K.; 田口 茂郎; 久野 剛彦; 高村 禅*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 327(1), p.433 - 444, 2021/01
被引用回数：0 パーセンタイル：0.01(Chemistry, Analytical)Na, K, Ca, Sr, Baの簡便、かつ実用的で信頼性の高い測定法として、液体電極プラズマ発光分光分析法を利用した方法を開発した。各元素について定量に利用可能な輝線、共存元素からの分光干渉、測定セルの損傷を考慮した測定条件について調査し、実試料を用いた添加回収試験を実施して検証を行った。その結果、本法でNa, K, Ca, Sr, Baをマトリックスの影響を受けずに測定可能であり、数種類の放射性廃棄物に適用した結果は、コンピュータによる計算値、誘導結合プラズマ発光分光分析法による測定値と10%以内で良好な一致を示した。
清水 麻由子; 佐野 直美; 柴田 健二*
JAEA-Testing 2016-004, 40 Pages, 2017/02
JAEA-Testing-2016-004.pdf:2.69MB
蛍光X線分析法(X-ray Fluorescence Analysis)は、岩石試料の基本的な情報である全岩化学組成を知る分析方法として、幅広く利用されている方法のひとつである。本報告は、東濃地科学センターに設置されている蛍光X線分析装置(XRF)(リガク製: ZSX PrimusII)を用いたガラスビード法による分析方法およびその分析精度の評価についてまとめたものである。
広田 耕一
放射線と産業, (139), p.33 - 36, 2015/12
文部科学省の補助事業「先端研究施設供用・プラットフォーム形成事業」を活用した高崎量子応用研究所のイオンビーム照射研究施設、
線照射施設、電子線照射施設の利用概要及びその研究成果について解説する。具体的には、各照射施設の特徴や専任の指導員による技術サポートが受けられる三つの戦略分野(有用遺伝子資源創成研究、分析技術利用、材料開発)の内容について紹介するとともに、同事業により得られた最近の成果(既存品種にない花色や花びらを有する花の作出、高性能リチウムイオン電池の開発に役立つリチウムイオンの濃度分布の分析、耐変形性を付与したフッ素ゴムの開発など)について述べる。
線分析松江 秀明
ぶんせき, 2002(11), P. 645, 2002/11
多くの中・重元素は、熱外中性子エネルギー領域に原子核固有の大きな中性子共鳴吸収をもつ。加速器によって発生するパルス中性子ビームを利用し、中性子の飛行時間(TOF)と即発線測定を組み合わせることによって、この共鳴吸収を利用した元素あるいは同位体分析が可能である。近年、このような試みがベルギー・ギールの欧州連合共同研究センターのGELINA実験施設及び日本の高エネルギー加速器研究機構の中性子科学研究施設で行われ、研究論文として報告された。本発表はこれらの研究論文の概要を日本分析化学会の学会誌である「ぶんせき」のトピックス欄において紹介するものである。
宮本 ユタカ
放射化分析, (14), p.16 - 22, 2002/05
京都大学原子炉実験所研究用原子炉(KUR)における放射化分析について、経験的な情報も交えながら、照射,測定などの実験方法,解析方法に主点を置き、標準岩石試料や植物試料の多元素同時元素分析や正確な分析を行うために必要な妨害核反応の影響について分析例を紹介する。
神谷 富裕
Radioisotopes, 50(8), p.42 - 48, 2001/08
原研TIARAの軽イオンマイクロビーム装置では、0.25
m の高空間分解能を達成し、生物医学試料等の局所微量元素分析を行う大気マイクロPIXE分析システムを開発している。厚さ5mのPET膜をビーム大気取出窓と同時に試料のバッキングとして使用し、世界で初めて1mの空間分解能での生物細胞のマイクロPIXEイメージを取得することに成功した。さらにSTIM技術を開発し、極微小電流での分析試料のイメージングにより正確なビーム照準が可能になった。応用研究の進展に伴い、ナノ領域の空間分解能での分析が求められる。この時必然的にマイクロビーム強度も大幅に減少するが、実用的には分析が十分短時間で可能であることが求められる。そこで、X線をできる限り効率よく検出するために大立体角検出器を製作している。今後分析の空間分解能の向上とともに三次元的な分析も要求され、分析システムの高度化、特に検出感度のさらなる向上が不可欠となる。
neutron activation analysis with reactor neutrons米澤 仲四郎
Non-Destructive Elemental Analysis, p.58 - 114, 2001/06
本稿では、即発線中性子放射化分析(PGNAA)の原理及び特徴、実験装置、元素分析法及び応用について解説した。原理及び特徴の節では、分析に利用される中性子捕獲反応及び捕獲線とPGNAAの特徴を解説した。実験装置の節では、装置を(1)炉内型、(2)ビーム型及び(3)ガイドビーム型に分類し、各型の代表的な装置を紹介するとともに、冷中性子源、中性子ガイド管、線及び中性子の遮蔽等装置の設計に必要な情報を解説した。元素分析の節では、元素の分析感度及び検出限界特性、線スペクトル干渉等元素分析の基礎事項と元素定量法を解説した。最後にPGNAAの各種分野への応用と中性子レンズ及び陽子加速器の核破砕中性子源を利用した新しい分析技術について解説した。
大島 真澄
Look Japan, 5, p.30 - 31, 2000/06
1台の線検出器を用いる従来の放射性核種分析では、分解能は約1000分の1である。放射性核種は平均して10本オーダーの線を放出するので、少ない核種を含む試料では問題ないが、数十核種を含む試料では線の本数は数百本に達し、これらをすべて分離することは不可能になる。これらの弱い線を定量するためには、一般に化学分離などの操作が必要となる。われわれは多重線を多重線検出装置を用いて同時計測測定する方法により、従来の1次元法に比べ1000分の1倍の百万分の1のエネルギー分解能が得られることを示した。これにより、どれほど多くの核種が存在しても、それらを完全に分離することが可能になった。この方法を中性子放射化分析に応用し、工業技術院地質調査所発行の標準岩石試料JB-1a及びJP-1試料の定量を行ったところ、化学分離等の処理なしに27核種の元素が同時に定量できた。また、同じ手法で49元素の同時定量が可能であることを明らかにした。多重線検出法ではバックグラウンドが大幅に低減するため、微弱なピークの検出が可能になり、実に存在比10
(10億分の1)オーダーの核種の定量ができるようになった。以上の結果の紹介と現在計画している高度化などについて解説した。
山崎 慎一*
JNC TJ8430 2000-005, 159 Pages, 2000/03
JNC-TJ8430-2000-005.pdf:3.95MB
日本の各地100箇所余りから採取した500点以上の土壌の微量及び超微量元素の分析を主としてICP-質量分析法を用いて行った。土壌の採取地点はわが国に見られる主要な土壌を網羅するように設定された。従来の分析法によって求めた多量元素のデータを加えることによって、日本の土壌の60種類以上の元素のバックグラウンド値(天然存在量)を明らかにすることができた。得られた結果の概略は以下の通りである。1)各元素の濃度範囲は極めて広く、多くの元素で3桁以上の幅を示した。この様な幅広い濃度範囲を持つにも係わらず、以下の一般的な傾向が認められた。第一遷移元素の濃度は高く、原子番号が小さく、あるいは大きくなるに従ってその値は低下した。しかし、鉛、トリウムおよびウランは例外的に高い値となった。原子番号が偶数の元素は一般にその両側にある奇数番号の元素よりも濃度が高かった。2)頻度分布はほとんどの元素で低いほうへ強い片寄りを示し、算術平均値はバックグラウンド値として適切でないことが明らかであった。3)周期律表上で同一族、あるいは亜族に属する元素間ではかなりの組み合わせで高い相関(r
0.9)が認められた。4)クラスター分析で元素のグループ分けを行ったところ、土壌中での各元素の分布は土壌の性質よりも元素の物理化学的性質によって強く支配されていることが判明した。5)地球化学的標準物質として用いられている火山岩の推奨値を用いてクラスター分析で得られた樹形図は土壌のそれに酷似していた。この結果より、土壌中の各種元素の全含量はその出発物質である母岩の影響を未だに色濃く受けていると結論された。土壌生成過程の影響を検討するには、より溶解性の高い画分をも対象にデータの蓄積を行うことが必要と考えられた。
線検出法による微量元素分析の開発初川 雄一; 大島 真澄; 早川 岳人; 藤 暢輔; 篠原 伸夫
放射化分析, (10), p.19 - 20, 2000/03
核構造研究において顕著な成果を収めている多重線測定装置GEMINIを分析化学、特に中性子放射化分析法に応用して解説した。一般に中性子放射化分析では主要成分からの放射線が強く微量成分の検出には化学分離などが必要であるが、多重線測定装置によって得られた2次元スペクトルにより化学分離などを行うことなく非破壊で微量成分の検出に成功した。標準岩石試料の測定においては同時に27元素の検出測定に成功した。検出できた最小成分はJP-1試料中のEuでその含有量は4ppbであった。これらの成果について述べたものである。
三ツ井 誠一郎; 久保田 満*; 山口 明*; 中島 英雄*
JNC TN8430 98-001, 12 Pages, 1998/11
高レベル放射性廃棄物の地層処分研究において、処分環境でのガラス固化体の長期溶解変質挙動の評価は重要な課題の一つである。本研究では、溶性ケイ酸が飽和した条件での廃棄物ガラスの溶解変質のメカニズムを明らかにするため、飽和条件での浸出試験を実施し、反跳粒子検出法およびX線光電子分光法によって浸出試験後のガラス表面の元素分布を分析した。その結果、溶性ケイ酸が飽和した条件ではガラスマトリクスの水和変質によってガラス表面に水和層が形成されその水和層からは可溶性元素であるNa,Bが溶脱していることがわかった。また、ガラスマトリクスの水和変質と可溶性元素の浸出量の経時変化には密接な関係があることが示唆された。
河裾 厚男
放射線, 24(3), p.21 - 28, 1998/00
2つの検出器を用いた消滅線のドップラー拡がり測定の最近の進展についてレビューする。この同時計数によるドップラー拡がり測定で得られるスペクトルのS/N比は、従来の1つの検出器を用いるものよりも格段に高く、スペクトルから陽電子消滅サイトの元素分析が可能になる。そして、原子空孔に束縛された陽電子の消滅より、原子空孔周りの不純物元素に関する知見が得られる。
線分析米澤 仲四郎
Radioisotopes, 46(6), p.74 - 81, 1997/06
冷中性子ビームを使用した即発線分析(PGA)の特徴と最近の動向について解説した。PGAの中性子源として冷中性子等の低エネルギー中性子ガイドビームを利用することにより、分析感度が大巾に改善されることが明らかになり、世界中で研究が盛んに行われるようになった。冷中性子及び熱中性子ガイドビームを使用した即発線分析装置として、米国NIST,ハンガリーアイソトープ研究所及び原研JRR-3Mの装置を紹介した。原研JRR-3Mの装置を使用して得られたPGAによる元素分析に関して、分析感度及び検出限界の基礎検討結果、比較法及び内標準法による定量法についても示した。また、PGAの応用例について、(1)Bの定量、(2)Hの定量、(3)環境試料、考古学試料、岩石及び隕石等中の多元素定量、(4)同位体分析等を出した。最後に、PGAの今後の展開として、マイクロビームによる局所分析及び分布分析の可能性等についても示した。
相内 更子; 安 隆己; 菅沼 隆; 田中 康正
PNC TN8410 97-107, 53 Pages, 1997/05
再処理の溶解工程にて発生する不溶解性残渣物及び高レベル放射性廃液を安定化するガラス固化体等、固体試料中に含まれる元素を分析するには試料の溶液化が不可欠である。今回、密閉容器を用いるマイクロ波加熱酸溶解法(以下、マイクロ波加熱法と記す)の再処理関連分析への応用検討を目的として、模擬ガラス固化体の前処理及び分析を行い、従来の酸溶解分析との比較・検討を実施した。得られた結果は以下の通りである。(1)マイクロ波加熱法において模擬ガラス固化体試料の完全溶解に要する最短時間は7分であり、従来法の2時間と比較して約1/20の時間短縮が可能となった。(2)マイクロ波加熱法で溶解に要する最少の混酸量は、従来法の約1/2に低減できた。(3)塩酸で処理すると揮発性物質となるCr2O3は表示値通りの分析値が得られ、密閉容器による揮発抑制効果が確認できた。(4)従来法とマイクロ波加熱法での分析値の再現性を比較したところ、後者の変動係数の方が1.2
1.7倍優れていた。(5)白金族を含む模擬ガラス固化体試料は、RuO2及びZrO2を除き、決定した混酸量・溶解時間で高い溶解率が得られた。(6)白金族を含む模擬ガラス固化体試料のZrO2は、溶解時間と添加する混酸量を増やすことにより、完全に溶解できた。一方、RuO2の最大溶解率は12%程度と低値を示した。
米澤 仲四郎
分析化学, 46(10), p.845 - 846, 1997/00
中性子即発ガンマ線分析(PGA)による元素の高感度非破壊定量法の研究を行うため、JRR-3Mの冷又は熱中性子ビームガイドに低線バックグラウンドの即発線分析装置を設置した。装置の各種特性測定の結果、本装置は従来のものより元素の分析感度及び検出限界が優れていることが明らかになった。本装置による元素分析の基礎検討を行うとともに、比較法によるH,B,N,S,Si,Cd,Gd,Hg等21元素の定量法を確立した。確立した方法により各種標準物質中のB及び多元素定量を行い、本法による元素定量の精度・正確さ及び検出限界を明らかにした。さらに、確立した方法をホウ素中性子捕捉療法による脳腫瘍治療のための
Bの定量及び海洋環境試料の多元素定量にも応用した。
神谷 富裕
Radioisotopes, 44(8), p.570 - 590, 1995/08
イオンマイクロビームは、PIXE、RBSおよびNRAなどの物質とイオンビームの相互作用の素課程を利用した微量元素分析を試料の微小領域を行うことにより多次元的元素分布や構造の解析に用いられてきた。これに対しイオンビームのもつ物質との相互作用の特徴を生かし、局所的照射効果やビーム加工の研究に用いる局所照射分析がマイクロビームを利用して行われるようになった。例として、宇宙環境における高エネルギー重イオンの単発入射によって起こる半導体素子のシングルイベント効果や、生物細胞のイオン入射による損傷、回復、変異などの局部照射効果の研究が行われている。このような目的には、高エネルギーイオンを目的の位置に1個々々打ち込む、マイクロビームと組み合わされたシングルイオンヒットの技術が求められる。ここでは原研で行われているシングルイオンヒットシステムの開発を例にその概要を説明する。
向井 悟*; 滝 洋*; 土井 基尾*
PNC TJ1214 95-006, 34 Pages, 1995/03
本研究では、カルシウム型に変換したベントナイトに対する核種の収着特性を把握するために、以下に示す研究を実施した。(1)カルシウム型ベントナイトと模擬地下水との浸出液を調整し、溶液中のpH、Eh及び元素分析を行った。また、大気雰囲気下と雰囲気制御下(Ar雰囲気下、O2濃度1ppm以下)における浸出液の化学組成について比較・検討した。(2)大気雰囲気下と雰囲気制御下において、カルシウム型ベントナイトに対するNp、I(雰囲気制御下)、及びC(大気雰囲気下)の分配係数測定試験をバッチ法により実施し、以下の分配係数が得られた。1)Npの分配係数:1.1
102ml/gCa型ベントナイト-蒸留水系4.1101ml/gクニゲルV1-蒸留水系2)Iの分配係数:2.9ml/gCa型ベントナイト-蒸留水系1.5ml/gCa型ベントナイト-水酸化カルシウム系3)Cの分配係数:1.7101ml/gCa型ベントナイト-蒸留水系1.6103ml/gCa型ベントナイト-水酸化カルシウム系
米澤 仲四郎; 伊藤 泰男*
Radioisotopes, 43(1), p.50 - 53, 1994/01
原子炉の中性子を利用した、中性子誘起即発線分析(PGA)の解説を行った。PGAの原理及び特徴について記述した後、冷中性子等の低速中性子ガイドビームを中性子源としたPGAの特長について示した。更に、筆者らがJRR-3Mの冷中性子及び熱中性子ビームガイドに設置した即発線分析装置の概要及び特性等について記述するとともに、現在JRR-3Mで行われている応用研究例の紹介も行った。最後に、PGAによる物質中の元素及び同位体の分布分析法等の、今後の発展性についても記述した。
田中 隆一; 神谷 富裕
放射線, 20(3), p.21 - 32, 1994/00
MeV領域のイオンマイクロビーム技術は、これまで主として局所微量元素分析の手段として、最近十数年間に急速に進歩した。この目的には軽イオンが使われてきたが、新しい応用として、半導体素子や生物細胞等の複雑な内部構造をもつ系内の局所照射効果の研究に重イオンマイクロビームを用いる研究が注目を集めている。ここでは、局所重粒子照射効果の研究を目的とする重イオンマイクロビーム形成、照準及びシングルイオンヒット技術の最近の研究を紹介する。また、サブミクロンあるいはそれ以下のマイクロビーム形成の研究やさらに高いエネルギーのマイクロビーム形成の研究についても言及する。
