高時間解像度編年研究を加速する高精度超微量放射性炭素年代測定の開発

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本研究課題は、14C年代測定で用いられるサンプル量を既存の千分の一にする、超微量年代測定法の確立をゴールとする。 50-1μg 炭素量という超微量サンプルがカジュアルにあつかえるようになれば、地球科学サンプルの実質すべてが測定対象となるため、年代測定の応用範囲は飛躍的に拡大することになる。超微量分析法の確立には、既存の微量分析を凌駕する14C測定の安定性と、長時間測定を可能とするAMS測定物質セメンタイトを高品質に合成が必要になる。検討すべき合成反応の主な条件は、反応気体の混合割合、反応温度や時間、還元鉄の化学状態であり、研究代表者が既に達成した100-50μg炭素量の微量試料調整法を踏襲して条件の最適化を行なった。具体的な取り組みには、超微量試料の合成反応を可能とする反応容器の改良、超微量反応に最適化した反応炉の製作にフォーカスし、およそ20μg炭素量までのサンプルにおいては安定的に試料を調製することができるシステムが構築できた。これと並行し、AMS測定における条件検討もおこない、標準物質などを用いて、安定測定を実現するための最適条件の検証もおこなった。地球科学サンプルへの実用化に向けた取り組みでは、堆積物サンプルからじっさいに抽出した花粉など超微量サンプルに応用し、既存のサンプルサイズである 1mg炭素と同様の精確さで年代測定が可能であることが確認できた。20μg炭素量のサンプルが年代測定できることで、たとえば水月湖湖底堆積物の場合、これまで20-30年分解能で測定されていた堆積物サンプルをおよそ2-3年分解能で分析できることを意味する。