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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
被引用回数：0 パーセンタイル：0(Chemistry, Analytical)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。
Zr determination with isotope dilution ICP-MS浅井 志保; 半澤 有希子; 今田 未来; 鈴木 大輔; 間柄 正明; 木村 貴海; 石原 量*; 斎藤 恭一*; 山田 伸介*; 廣田 英幸*
Talanta, 185, p.98 - 105, 2018/08
被引用回数：8 パーセンタイル：31.52(Chemistry, Analytical)放射性廃棄物処分場における長寿命核分裂生成物(LLFP)の被ばくリスクを評価するためには、LLFPの分析が不可欠である。本研究では、マイクロ陰イオン交換カートリッジ(TEDAカートリッジ)を用い使用済燃料溶解液からZrを分離してLLFPの一つであるZrの存在量をICP-MSで定量した。TEDAカートリッジは、同等の分離に必要な従来分離材料(陰イオン交換樹脂)の1/10以下の体積(0.08cm
)であっても優れたZr分離性能を維持し、使用済燃料中のほぼ全ての共存元素を迅速に除去できることを確認した。また、従来材料の約10倍の流速で処理が可能であるため、1.2分で分離が完了した。得られたZr定量値は、実測値による検証実績がなかった燃焼計算コードORIGEN2の正しさを実証する結果となり、ORIGEN2の信頼性も確認できた。
今田 未来; 浅井 志保; 半澤 有希子; 間柄 正明
JAEA-Technology 2015-054, 22 Pages, 2016/03
JAEA-Technology-2015-054.pdf:3.44MB
ICP-MSを用いた同位体希釈質量分析法(IDMS)により、使用済燃料や高レベル放射性廃棄物中に存在する長寿命核種Zr-93を定量するためのスパイクとする標準液を、Zr-91濃縮安定同位体標準(以下、Zr-91標準)を金属の状態で入手し溶解して調製することとした。Zr-91標準を溶解する前に、模擬金属Zr試料を用いて溶解条件を検討した。最適な条件であった3v/v% HF-1 M HNO
混合溶媒0.2mLによってZr-91標準2mgを溶解し、1M HNOを用いて希釈して濃度を約1000
g/gとした。市販のZr元素標準液をスパイクとして、ICP-MSを用いたIDMSによりZr-91標準溶解液の濃度を(9.6
1.0)
10
g/gと決定した。定量結果が予測したZr濃度と一致したことから、Zr-91標準溶解液は化学的に安定な状態で存在していること、及びZr-91標準溶解液中の不純物測定結果から不純物の有意な混入がないことを確認した。これらの結果から、調製したZr-91標準溶解液は、Zr-93分析用の濃縮安定同位体標準液として十分な品質を有していることが示された。
渡部 和男; 大内 操
分析化学, 36(7), p.T77 - T80, 1987/07
質量分析法による硫黄の同位体比測定のため、硫酸塩硫黄から二酸化硫黄の簡便な調整法を確立した。硫黄を硫酸ペリミジニルアンモニウムの沈澱として回収した後、真空中、450
Cに5分間加熱して熱分解し二酸化硫黄を得た。確率した方法を鉄鋼に含まれる硫黄の同位体希釈定量に応用した。実際試料では、硫酸ペリミジニルアンモニウムの生成に先立ち主成分の鉄などを除去する必要があることが分かった。本法の精度は、硫黄含有率が(0.0014~0.019)%の試料に対して相対標準偏差で5%以内であった。
Np in spent nuclear fuels安達 武雄; K.Kammerichs*; L.Koch*
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Letters, 117(4), p.233 - 241, 1987/04
使用済燃料中のNpを精度良く定量するため、
Npをスパイクとして用いた同位体希釈放射化学的定量法を確立した。使用済燃料中には
Amの娘核種であるNpが存在しており、これをスパイクとして用いた。NpをTTA(テノイル-トリフルオロアセトン)溶媒抽出法を用いてU,Pu,Am,Fpから分離後NpとNpに放射能比を
線スペクトロメトリで同時に測定する。別に求めたAm濃度とこの放射能比からNp量を求める。使用済LWR燃料中のNp分析に適用した。
渡部 和男
Talanta, 31(4), p.311 - 314, 1984/00
被引用回数：5 パーセンタイル：30.5(Chemistry, Analytical)同位体希釈質量分析法を用い鉄鋼標準試料中の硫黄を定量した。試料の溶解にはビーカー溶解法を用いれば、ほとんど全試料について含まれる硫黄を完全に硫酸塩にすることができることを確認した。同位体希釈法の結果は、BCSの保証値およびNBS,JSSについては最近の、または改正された保証値と良く一致した。チップ試料表面近傍の硫黄濃度は、平均硫黄含量より極端に高いことが分かった。また、ほとんどの、鉄鋼試料上には単体硫黄が存在することが分かった。この単体硫黄量の全硫黄含量に対する割合は、試料のマンガン含量と相関関係にある。
渡部 和男
Analytica Chimica Acta, 147, p.417 - 421, 1983/00
被引用回数：11 パーセンタイル：64.37(Chemistry, Analytical)微量硫黄を同位体希釈質量分析法で正確に定量するために二酸化硫黄の調整法を改良した。すなわち硫黄を硫化銀としたのち、純酸素中で燃焼し二酸化硫黄とした。その結果40gの硫黄の同位体化測定が誤差0.2%(1
)以下で可能となった。全操作による硫黄のブランクは0.240.015gであった。この方法により銅,鉄,スズ,チタン,ジルコニウム,ジルカロイ,低合金鋼,標準岩石試料中の硫黄を定量した。
渡部 和男
分析化学, 30, p.T103 - T105, 1981/00
鉄鋼中の硫黄の定量には,迅速かつ高精度の燃焼法が一般に用いられているが,その定量値の正確さは校正に用いる標準試料に大きく依存する。そのため硫酸バリウム重量法は依然として基準法として重要視されているが,低含量(0.01%以下)の試料に適用するのは困難である。微量硫黄にも適用できる還元蒸留-吸光光度法が新しくJISに採用されることになった。後二者とも,硫黄を性格に定量するには,試料の溶解時に硫黄を完全に硫酸塩に酸化しなければならない。著者は先に耐熱合金中の硫黄の定量に同位体希釈質量分析法(ID-MS)を適用し,微量領域の硫黄も正確かつ精度良く定量できることを報告した。IDMSにおいても,試料の溶解時に硫黄を完全に硫酸塩として捕そくしなければならない。しかしこの方法には,試料中の硫黄が完全に硫酸塩となり,硫酸塩硫黄スパイクと完全に混合され,同位体平衡となれば,後の操作は必ずしも定量的である必要がなく,又感度も高い利点がある。従ってIDMSは試料溶解時における硫黄の酸化条件を検討するには最適な方法の一つであると考えられる。先に著者は,炭素鋼の溶解時に臭素を加えると硫黄の酸化に効果的であることを確認した。しかし鋼の中には,臭素を加えても一部の硫黄が揮散し,低い定量値を与えるものがあることが分かった。気体硫黄化合物を完全に捕そくすることは,溶解装置も複雑となり,空試験値の制御も難しい。そこで試料を高温,高圧の密閉系の下に溶解する封管溶解法を適用し,硫黄を完全に硫酸塩として捕そくする方法を検討したので報告する。
田村 修三
Mass Spectroscopy, 27(4), p.255 - 261, 1979/00
ニッケル基耐熱合金の分析用標準資料(原研およびNBS)に含まれる3~9wt.%のモリブデンを正確に定量することを目的とし同位体希釈質量分析法を検討した。試料を混酸(主として硫酸,少量の塩酸,硝酸,ふっ酸を必要により添加)に溶解し、その1部を重量分取し既知量の
Moスパイクを加える。質量分析で妨害のあるニオブあるいはジルコニウムが多く含まれない試料については化学分離をせずに直接この混合試料液を用いて同位体比測定を行なうことが可能である。モリブデン同位体比測定はイオン源で炭化物を生成する改良法により行なう。すなわち、10~30gMoに約100gのグリセリンを添加し、フィラメント上でモリブデン酸化物試料を炭化・還元して得られる安定なイオン電流(
Mo
イオンで1~210
A)で同位体比を測定する。分析結果は表示値とよく一致し、変動係数は0.5~1%であった。妨害元素が多く含まれる試料は
-ベンゾインオキシム沈殿を行い分析所要時間を短縮する。
渡部 和男
Analytica Chimica Acta, 80, p.117 - 123, 1975/00
被引用回数：13ニッケル基合金および合金鋼中の硫黄を正確かつ精度良く定量するため同位体希釈質量分析法を検討した。試料を混酸(塩酸+硝酸+水)に溶解しスパイクを加える。硝酸を除去しヨウ化水素酸+次亜リン酸+塩酸で還元する。硫化水素を酢酸カドミウム溶酸に吸収させる。硝酸銀を加え硫化銀とする。硫化銀を酸素燃焼法で燃焼し二酸化硫黄とする。同位体比測定を行う。硫黄含有量50ppmの試料を1g用いた場合、繰り返し分析の標準偏差は3%以下であった。硫黄の検出下限は0.6gであった。
小森 卓二; 田村 修三
分析化学, 23(7), p.804 - 810, 1974/07
安全同位体および長寿命放射性核種をスパイク(トレーサー)とし、同位体比測定に質量分析計を用いる同位体希釈分析法の原理・実験上の問題点・核燃料炉材料分析などへの応用例について解説した。
田村 修三
質量分析, 21(4), p.283 - 292, 1973/04
高温ガス炉などの原子炉材料として使用される耐熱合金(ニッケル基および鉄基)の標準試料JAERI R1~R9およびNBS349に含まれる0.6~130ppmのホウ素を
B(95%)をスパイクとする同位体希釈質量分析法で定量することを検討した。試料0.2~2gを硫酸(1+1)20ml,塩酸3ml,硝酸3mlで溶解し,メタノール50mlを加え、ホウ素をホウ酸メチルとして蒸留分離した。ホウ素の同位体比測定はタンタルシングルフィラメント法による表面電離質量分析で行なった。JAERI,R1,R3,R7,NBS 349の分析値は約0.2~1%,R2,R4,R5,R6,R9が3%以内の相対誤差で得られたが、R8のみは約10%の大きな相対標準偏差があった。なお、別に行なわれたクルクミン光度法(樋田ら、JAERI-M5094,1973年1月)による結果とも良い一致がみられた。
榎本 茂正; 坂東 昭次; 川上 泰; 今橋 強; 妹尾 宗明; 立川 登; 天野 恕; 伊藤 太郎; 山本 晧靖; 山林 尚道; et al.
JAERI-M 5097, 35 Pages, 1973/01
食塩電解槽内の陰極用水銀量を、放射性水銀(Hg)を用いる同位体希釈法によって測定する方法は、操業中に迅速に実施できる等いくつかの利点があるため、最近、急速に関心と需要が増してきてあり、原研、アイソトープ事業部では、いくつかの技術指導を行なってきた。この間、この測定に必要、十分な作業項目を1つの方式としてまとめることに努めてきた結果、測定精度の向上、安全性確保および操作の簡素化等ほぼ満足しうるものに達した。この方式は、RI投入用試料と同時に、これを定量的に希釈した比較試料を提供し、これによって電解槽現場の測定を行なうものである。現場で測定するさいの問題点、注意事項などを摘出して検討したうえ、作業手順をマニュアル化した。
高橋 正雄; 松田 祐二; 大内 操; 小森 卓二
分析化学, 20(9), p.1085 - 1091, 1971/00
金属ナトリウム中のこん跡ウランを,真空蒸留でナトリウムを分離し,同位体希釈法およびアルセナゾIIIを用いる吸光光度法で定量することを検討した.ナトリウムを真空蒸留するときにウランの損失がないことが同位体希釈法により確かめられた.ナトリウムの蒸留にはステンレス鋼るつぼを使用し,同位体希釈法ではウランをトリ-n-オクチルアミンで抽出分離してから,その同位体比を測定した.吸光光度法では鉄を抽出除去してからウランを亜鉛で4価に還元し定量した.この二つの定量法の検出限界は,同位体希釈法では約1ppb,吸光光度法では100ppbウラン程度であろうと考えられる.さらに試薬金属ナトリウム中のウラン濃度は2ppb以下であることがわかった.
田村 修三; 郡司 勝文; 戸井田 公子*
分析化学, 17(1), p.82 - 85, 1968/00
安定同位体希釈法は質量分析計などを使用し、また特定の濃縮同位体を必要とするので日常分析法としては一般的でないが、諸方法による結果を相互比較する場合には信頼性の高い方法とされ、ジルコニウム標準金属中ハフニウムの定量に用いられた例
もある。本法では同位体希釈法による結果と発光分光法,けい光X線法,放射化分析により得られていた分析値を比較検討することを試みた。
小森 卓二
分析化学, 11(7), p.772 - 779, 1962/00
同位体希釈法は、まだ同位体の存在が確認されていなかった時代に、Hevesyらがウランの壊変生成物であるラジウムDが鉛と分離できない事実にヒントを得て、硫化鉛の溶解度測定にラジウムDをスパイクとして用いたのが最初である。その後はしばらく同位体の発見および濃縮も行なわれずにとどまったので、この方面の開発もなかったが、1930年代に入って重水素、重窒素など、低原子量元素の同位体が濃縮されるに至り、これらの濃縮同位体をスパイクとして、主として生化学の分野でメタボリズムの研究に広く利用された。とくに、戦後は,多くの元素の濃縮同位体が入手できるようになって、化学、物理、地質学、生化学および医学など、多くの分野において数多く利用されてきた。ここでは、分析化学の立場から興味のある応用例をとりあげ、同位体希釈法のあらましを述べてみたいと思う。
小森 卓二; 田村 修三
質量分析, 9(17), p.37 - 39, 1961/00
原子力研究所において運転されているウオーターボイラー型原子炉(JRR-1)の燃料溶液中のウラン濃度変化の有無を確認するため、天然ウランをスパイクとした同位体希釈法によりウラン濃度の測定を行った。同位体希釈法をとりあげた理由としては、i)JRR-1原子炉燃料ウランの同位体濃度は約20%
Uであるから、スパイクとして天然頻度のウランが使えること。ii)燃料溶液中のウラン濃度が高くても(初めの臨界時には燃料溶液中のウラン濃度は183mgであった)、スパイクの量を増すことによって測定が可能となること、iii)はじめに燃料溶液の試料とスパイクとの混合さえ均一に行なえば、あとの抽出分離は定量的である必要はないから、この場合のように高い放射能の溶液の処理には適していること、などであって、その結果はきわめて良好であった。
Zr濃縮同位体標準液の調製今田 未来; 浅井 志保; 半澤 有希子; 間柄 正明
no journal, ,
高レベル放射性廃棄物の安全かつ合理的な処分の実現には廃棄物中に含まれる放射性核種のインベントリを正確に把握することが重要である。我々はインベントリ評価の信頼性を実測値により検証することを目的とし、処分安全評価上重要な長半減期核種Zrの分析法を開発し同位体希釈誘導結合プラズマ質量分析法(ID-ICP-MS)を用いて定量することとした。その際スパイクとする濃縮同位体標準液が必要となるため、金属Zr濃縮同位体標準(Zr標準)を溶解して調製することとした。金属ZrはHFには溶解することが知られているが、HFはガラス腐食性かつ強い毒性を有し、装置内部のガラス製品や人体に影響を及ぼすことから使用量を抑え、操作を簡便にすることが望ましい。そこで、まず金属Zr標準チップを用いて金属Zr溶解法を検討した。その結果から得られた最適な溶解条件でZr標準を溶解し、Zr標準液を調製した。Zr標準液の濃度決定にID-ICP-MSを用いることにより、信頼性の高い値を得ることができた。
浅井 志保; 半澤 有希子; 今田 未来; 鈴木 大輔; 間柄 正明; 木村 貴海; 石原 量*; 斎藤 恭一*; 山田 伸介*; 廣田 英幸*
no journal, ,
使用済燃料や高レベル放射性廃棄物(HLW)中に存在する長寿命核種Zrは、HLW処分における長期安全性評価対象核種の1つであり、その放射能量の正確な積算が必要とされている。しかしながら、分析実績が希少であり、実測データ蓄積のためには効率的な分析法整備が不可欠である。我々は、透水性に優れた多孔性フィルタの細孔表面に、陰イオン交換基を高密度に結合することによって高吸着容量・迅速処理を実現する小型分離カートリッジを作製し、その分離性能を実証してきた。本研究では、このカートリッジをICP-MSによるZr測定前処理に適用するため、模擬試料を用いて、Zrおよび共存元素の溶出プロファイルを作成し、測定妨害核種(Nb, Mo等)を除去するための分離条件を決定した。さらに、作製したカートリッジを使用済燃料溶解液中のZr分離に適用したところ、Zrは共存元素から効率よく分離され、共存元素の干渉を受けることなく正確に測定できた。ICP-MS測定結果から算出した試料中Zr含有量は、98.25.1ngとなり、理論計算結果に概ね一致した。
