分析化学
Print ISSN : 0525-1931
62 巻, 6 号
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環境中に放出された放射性物質の実態:総合論文
  • 及川 真司, 渡部 輝久, 高田 兵衛, 鈴木 千吉, 中原 元和, 御園生 淳
    原稿種別: 総合論文
    2013 年62 巻6 号 p. 455-474
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    漁場環境の放射能モニタリングを主たる目的とし,昭和58年度(1983年度)に「海洋環境における放射能調査及び総合評価事業」が開始された.本事業の一環として,全国の原子力発電所の前面海域(計15海域)で海水,海底土及び海産生物を採取し,90Sr(海水のみ)や137Csなどの人工放射性核種の継続的な調査を行い,局所的な影響評価はもとより全国規模での評価を行う上で基礎となる調査結果を蓄積してきた.
    これまでの調査結果のうち海水に関しては,昭和61年に発生した旧ソ連邦チェルノブイリ原子力発電所事故の影響を受けて一部の海域で137Cs濃度の一時的な上昇が確認されたが,翌年には元の水準に戻り,それ以来137Csの物理的半減期(約30年)よりも短い12~20年の半減期で漸減傾向を続けてきた.またその水準は,福島第一原子力発電所事故前年では1~2 mBq L−1程度であった.事故後平成23年5~6月に全国で採取した海水試料のうち福島近傍海域に加え,北海道や新潟及び佐賀海域の表層海水に事故由来と考えられる放射性セシウムを検出している.一方,海水に含まれる90Srは137Csと同様な漸減傾向を示していたが事故以降の福島海域で近年にない値を観測したが,そのほかの海域では事故以前の水準と同様であった.
    海底土に含まれる137Cs濃度は同一海域であっても採取点間でばらつきが大きく,砂質の場合には検出されないことが多々あったが,調査開始以来,137Csの物理的半減期と同等かそれよりも若干速い漸減傾向を続けており,事故前の水準は,「検出されない」~8 Bq kg−1乾土程度であった.事故後の調査では,福島海域に加え宮城及び茨城海域で近年にない値を観測したがその他の海域では顕著な上昇は確認されていない.
    海産生物の可食部位(筋肉)に含まれる137Cs濃度は,浮魚あるいは底魚といった棲息域の違いによる差はみられず,魚食性の食物連鎖上高次なスズキやヒラメが比較的高く,イカ・タコ類で低い結果を得てきた.チェルノブイリ原子力発電所事故の影響として一部魚種(スズキ)で翌年あるいは翌々年に若干の濃度上昇を確認したが,それ以降,137Csの物理的半減期と同等かあるいは若干速い漸減傾向を続け,事故前年の水準は「検出されない」~0.24 Bq kg−1生鮮物程度を示していた.
    平成23年3月に発生した福島第一原子力発電所事故以降,海洋環境における放射能問題には強い関心が寄せられてきた.本稿では,昭和58年度から継続して得られた海洋環境放射能モニタリング結果の概要について報告し,これまでの海洋環境放射能水準の推移を示すとともに福島第一原子力発電所事故の影響の程度の概略を示した.
環境中に放出された放射性物質の実態:報文
  • 小森 昌史, 小豆川 勝見, 野川 憲夫, 松尾 基之
    原稿種別: 報文
    2013 年62 巻6 号 p. 475-483
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    福島第一原子力発電所事故によって環境中に降り積もった放射性核種が,地点ごとに原子炉1~3号機の中でどの放出源の寄与によるものであるかを134Cs/137Cs放射能比(以下放射能比)を指標として調べた.事故によって放出された134Csと137Csの放射能比はおよそ1 : 1であるが,細かく見ると原子炉ごとに比が異なるために環境試料中で放射能比のばらつきが生じており,その比が汚染源ごとの寄与の大きさを表す指標になると考えられる.そこで本研究では東日本の広域で土壌・植物片を採取してγ線測定を行い,各地点における放射能比を算出した.また東京電力が公開している原子炉建屋やタービン建屋の汚染水の放射能から,各原子炉における134Cs/137Cs放出放射能比を算出し,環境試料中の放射能比と比較した.その結果,最初に放射性核種を放出した1号機の放射能比と,最初に汚染が起こったとされる宮城県牡鹿半島の試料における放射能比がともに0.91程度と他原子炉・他地点と比較して低い値であることがわかり,同地点の汚染は1号機由来が強いことが実試料からも示唆された.また他地点でも放射能比を算出し,原子炉各号機由来の汚染の程度を見積もった.
分析値の信頼性の確保と新たな分析法の提案:報文
  • 鈴木 剛, 滝上 英孝, 竹内 幸生, 山本 貴士, 田野崎 隆雄, 貴田 晶子, 酒井 伸一, 大迫 政浩
    原稿種別: 報文
    2013 年62 巻6 号 p. 485-497
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    東北地方太平洋沖地震に起因した福島第一原子力発電所における事故は,放射性物質の拡散をもたらし,放射性物質で汚染された廃棄物(放射性物質汚染廃棄物)の処理という困難な問題を生じている.喫緊の課題である放射性物質汚染廃棄物等の適正処理の確保には,放射性物質,特に放射性セシウム(134Cs, 137Cs)の精度の高い測定分析が必要である.本研究では,分析操作で留意すべき事項や精度改善の必要性等を確認するために,大量に発生している放射性物質で汚染された土壌と焼却灰に含まれる放射性セシウム分析について,国内の6試験所による試験所間比較を実施した.試験所間比較では,放射能濃度段階別に調製した土壌試料3種(道路脇,植え込み及び畑地から採取した土壌)及び焼却灰関連試料3種(飛灰,主灰,溶融スラグ)の放射性セシウムを,Ge半導体検出器,NaIあるいはLaBr3シンチレーション検出器で測定した.測定試料の放射能濃度レベルは,350~64000 Bq kg−1134Cs+137Cs)程度であり,放射性物質汚染対処特措法に基づく指定基準(8000 Bq kg−1134Cs+137Cs〕)はこの範囲にはいる.試験所間比較に参加した試験所で得られた試験所内及び試験所間の測定データは,いずれの相対標準偏差も10% 以下と小さく,再現性良く取得されていることが示された.
  • 保高 徹生, 辻 英樹, 今藤 好彦, 鈴木 安和
    原稿種別: 報文
    2013 年62 巻6 号 p. 499-506
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    プルシアンブルー粒子担持不織布を充填したカートリッジに溶存態放射性セシウム(Cs)含有水を通水し,カートリッジに吸着させ,濃縮することにより,環境水中の溶存態放射性Cs濃度を迅速にモニタリングする技術を開発した.溶存態137Csの濃度を0.005~5 Bq L−1の範囲に調整した水を用いた試験の結果,通水速度が2.5 L min−1の場合,第1・第2カートリッジの137Csの回収率は20 L通水で90% 以上,100 L通水で83% 以上となった.また,通水速度を0.4 L min−1とした場合には,第1カートリッジの回収率が88% 以上に達した.本方法により,20 L濃縮を約10分,100 L濃縮を約50分で行うことが可能となる.また,ゲルマニウム半導体検出器の定量下限は20 L濃縮の4000秒測定で0.03 Bq L−1,100 L濃縮の43200秒測定で0.001~0.002 Bq L−1となり,従来法の前処理方法(20 Lで6時間以上)と比較して濃縮作業の迅速化が可能となる.
  • 小池 裕也, 炭山 裕彰, 小田切 裕輔, 乾 哲朗, 岩鼻 雄基, 栗原 雄一, 中村 利廣
    原稿種別: 報文
    2013 年62 巻6 号 p. 507-512
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    雨水中の放射性核種分析は,試料水を蒸発乾固もしくは吸着捕集法等で前処理してから測定する方法が一般的である.しかし,前処理に長時間を要するため短寿命放射性核種の分析には向いていない.そこで,迅速・簡便に金属類を分離濃縮できる固相ディスクで雨水中の放射性核種を濃縮し,γ線スペクトロメトリーで分析を試みた.全金属類を回収するため2種類のイオン交換樹脂ディスクを使用した.雨水を通水したディスクのγ線スペクトルより,天然放射性核種の7Be,212Pb,214Pb,212Bi,214Bi及び人工放射性核種の131I,134Cs,137Csを検出できた.原子吸光光度分析により雨水試料を用いて添加回収実験を行った結果,ほぼ100% の回収率が得られた.この方法は,試料採取終了から測定開始までを最短30分程度で実施できるため,陽及び陰イオン交換樹脂ディスクに濃縮される元素の放射性同位体であれば短寿命核種の分析に有利である.
分析値の信頼性の確保と新たな分析法の提案:技術論文
  • 北島 枝織, 畠山 雅人, 土屋 貴史, 保高 徹生
    原稿種別: 技術論文
    2013 年62 巻6 号 p. 513-519
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    東京電力福島第一原子力発電所の事故以降,環境中に拡散した放射性セシウムのモニタリングが広く行われている.環境水中の放射性セシウム濃度の測定は,試料を直接測定する方法で行われている.しかし,懸濁物質(SS)濃度が高い場合,測定中のSSの沈降によりジオメトリが変化し,正確な値を算出できない可能性がある.そこで,本研究では高濃度SSを含む環境水中の放射性セシウム濃度の測定において,ジオメトリを一定に保つ手法としてゲル化法を開発した.まず,放射性セシウム濃度測定値へのSS沈降の影響を確認し,ゲル化法及び従来型のろ過法の適用範囲を検討した.濁水の直接測定の結果,SS濃度100 mg L−1以上で測定結果は設定濃度の120% 以上となりジオメトリ変化の影響を受けることが確認された.濁水中の全放射性セシウムを対象とするゲル化法は100~10000 mg L−1の高濃度濁水においても誤差範囲15% 以内であった.ろ過法はSS由来の放射性セシウム濃度に対する結果を示すが,SS濃度が100 mg L−1においても適用可能であった.以上から,ゲル化法が高濃度のSSを含む濁水の全放射性セシウム濃度の測定に対して有効であることが示された.
分析値の信頼性の確保と新たな分析法の提案:アナリティカルレポート
放射性物質の移動性評価と吸着・除去:報文
  • 田上 恵子, 内田 滋夫
    原稿種別: 報文
    2013 年62 巻6 号 p. 527-533
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    東京電力福島第一原子力発電所の事故により陸上環境中に放出された放射性核種は,いったん土壌等に接触・収着される.特に放射性Csは土壌に強く収着することが知られている.土壌が雨水によって削られて河川に運ばれ,さらには海洋に到達する過程に伴って放射性核種も移動する.淡水環境と異なり,塩濃度が高くまたpHも変化する海水環境において,土壌粒子と共に移動した放射性核種の海水への溶出挙動を解明することは重要である.本研究では土壌や沿岸堆積物中の放射性核種の易動性の指標として,固相─液相間分配係数(Kd)に着目した.まずグローバル・フォールアウト調査で報告されている沿岸海水と堆積物中の60Co,90Sr,137Cs及び144Ceの濃度データから,沿岸域におけるKdを導出した.さらに土壌が海洋に到達した場合の放射性核種の溶出率について,陸水(淡水)域Kdと沿岸域Kdの値の違いにより推定した.
放射性物質の移動性評価と吸着・除去:技術論文
  • 佐藤 健二, 瀧内 伸, 角田 美里, 鈴木 龍馬, 佐々木 秀明, 坂本 直道
    原稿種別: 技術論文
    2013 年62 巻6 号 p. 535-540
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    放射性物質によって汚染された土壌からの放射性セシウムの除去と吸着に関して検討した.除去操作では,汚染土壌として砂試料,除去溶液としてチオ尿素を添加した比較的低濃度の硫酸溶液を用いた.汚染された砂試料1 kgに対し少なくとも0.1 Mチオ尿素を含む1 M硫酸溶液1 Lを用い90℃ で加熱することで除去率80% が得られた.また,チオ尿素を含む硫酸溶液の液量を増やすことで90% 以上,そして除去操作を2回繰り返すことで96% の除去率が示された.本法を実用的のあるものとするために特注のステンレス製除去装置を用い検討した.その結果,基礎的な実験結果とほぼ同様な除去率が得られた.吸着操作では,砂試料から除去した放射性セシウムを含む汚染水,吸着剤としてゼオライトと活性炭を用い検討した.秋田県産のゼオライト2種と市販の活性炭3種を用い放射性セシウムの吸着について検討したところ活性炭へはほとんど吸着されなかったが,ゼオライト2種では共に96% 以上の吸着率が得られた.さらに,放射性セシウムの吸着について振とう時間やゼオライト量を変化させ吸着率への影響について検討すると共にゼオライトをガラス製カラムに入れたフロー式による吸着についても検討した.
放射性物質の移動性評価と吸着・除去:ノート
  • 森田 裕子, 水村 亮介, 橘 義貴, 金澤 秀子
    原稿種別: ノート
    2013 年62 巻6 号 p. 541-545
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    Cation exchange resins (calcium polystyrene sulfonate, Ca-resin and sodium polystyrene sulfonate, Na-resin) have been used as agents to improve hyperkerlemia. For removing 137Cs from the human body, the adsorption ability of the resin for 137Cs was examined and evaluated. Resin (0.03 g) and 137Cs (ca.1 kBq) were introduced into 3 mL of water, the Japanese Pharmacopoeia 1st fluid for a dissolution test (pH 1.2) and 2nd fluid (pH 6.8), respectively, and shaken. After 1-3 hours, the 137Cs adsorption (%) of Na-resin was 99% in water, 60% in a pH 1.2 fluid and, 66% in a pH 6.8 fluid. By adding potassium, the 137Cs adsorption (%) of Ca-resin was reduced. However, the 137Cs adsorption (%) of Na-resin was almost unchanged. These results show that both resins have adsorption ability for 137Cs in the stomach and the intestines. Therefore, the proposed method will be an effective means in the case of a radiological emergency due to 137Cs.
放射性物質の移動性評価と吸着・除去:アナリティカルレポート
  • 小豆川 勝見, 野川 憲夫, 松尾 基之
    原稿種別: アナリティカルレポート
    2013 年62 巻6 号 p. 547-554
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    Deposition of radioactive cesium isotopes, known as 137Cs and 134Cs, from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (FDNPS) causes great concern due to their long half lives. Decontamination of radioactive cesium in the environment is not easy. Deposited radioactive cesium moves slowly in the soil, and remains in the surface region unless physically disturbed. However, a selective extraction of cesium from soil particles is impossible, because cesium has been strongly absorbed on clay minerals. This study demonstrated a method for the effective decontamination of radioactive cesium by using rice chaff and straw as an adsorbent at drains for rainwater in Moriya city, Japan. After 58 days of soaking, rice chaff and straw have captured radioactive cesium from 2990 Bq kg−1 (chaff) to 13610 Bq kg−1 (straw). Moreover, it was revealed that microorgasisms on the surface of rice chaff strongly captured radioactive cesium from soil particles in water. Therefore, rice chaff and straw are effective, low-cost and safe adsorbents for the decontamination of radioactive cesium.
放射線を利用する評価・解析技術:報文
  • 山本 孝, 行本 晃
    原稿種別: 報文
    2013 年62 巻6 号 p. 555-563
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    様々な3d遷移元素V,Cr,Mn,Co,Ni,Cu化合物のK吸収端,希土類元素Ce,Pr,Eu,Tb化合物及び5d,5pブロック元素Pt,Pb,Bi化合物のL1,3吸収端X線吸収スペクトルを測定し,見かけ上の化学シフトについて包括的な検討を行った.酸化数に対する見かけ上の吸収端エネルギーに関する元素間,吸収端ごとのシフト量及びその線形性に関する傾向を評価するとともに,XANESの化学シフトを半経験的な価数評価に利用する際の留意点について言及した.希土類元素ではいずれもL1吸収端のシフトがL3吸収端のものより大きく,二価三価の酸化数を取り得る元素のシフト値は三価四価を取り得る元素より大きかった.3d遷移金属及び5d,5pブロック元素では同一グループ内でシフト量に大きなばらつきはみられなかった.
放射線を利用する評価・解析技術:技術論文
  • 井上 勝晶, James DOUTCH, Nick TERRILL
    原稿種別: 技術論文
    2013 年62 巻6 号 p. 565-570
    発行日: 2013/06/05
    公開日: 2013/06/27
    ジャーナル フリー
    構造解析の一つの手法として,小角散乱法は様々な研究分野において有用である.近年,特に構造生物学分野において,X線小角散乱法(SAXS)が短時間に多くの構造解析が行える可能性のある有用な手法として,見直され注目を集めている.イギリス国内唯一の放射光施設であるDiamond Light Sourceでは2007年の供用開始から1本のSAXSビームライン(non-crystalline diffraction beamline, I22)が稼働中で,さらにハイスループット測定を実施することを目的とし,HATSAXS beamline(highly automated throughput SAXS beamline, B21)が建設されている.本稿では,特にX線小角散乱法を利用したタンパク質分子の構造解析に関してあらためて簡単に紹介するとともに,Diamond Light SourceのSAXSビームラインについてB21の現状に重点を置き報告する.
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