地球環境評価法としての超高感度ヨウ素129定量法の確立

ヨウ素129の加速器質量分析にとって、安定同位体ヨウ素127の妨害とともに、さまざまな分子イオンの妨害を明確に分ける必要がある。本研究では、ヨウ素129の定量法として、7+イオンを利用し、ガスカウンターを利用するシステムと、TOF(Time Of FIight=飛行時間分析法)とガスカウンターを組み合わせるシステムを開発した。前者は、加速後のイオンを分析電磁石および静電偏向機の組み合わせにより、電荷あたりの質量を高分解能で分析し、さらにガスカウンターによって妨害イオンを分離するシステムである。一方、TOFを用いるシステムでは、さらにイオンの速度分析を加えることによって、より感度を向上させようとしたものである。しかしながら、TOFを構成する検出器部分でのビームの散乱により、検出効率が落ちてしまうという欠点がある。さまざまに改良を加えたところ、最終的には50%の検出効率を実現した。一方、サンプルの前処理において、AgIを精製する際に、AgClとの共沈プロセスを入れると効果的であることが知られている。しかしながら、AgClとの共沈を行った場合、加速器質量分析用ターゲットのAgI中にAgClが混入してしまう。その際、最終検出器には、^<37>Cl^<2+>イオンが混入する。^<37>Cl^<2+>イオンのフラックスが大きい場合、検出器中の電場を乱し、正常な測定ができなくなることがあった。前処理段階におけるAgClの混入量は、わずかであり、その量を制御するのは困難であった。そこで本研究では、ヨウ素129の^<6+>イオンを試した。質量数129に対して電荷6という組み合わせは、公約数を持つため、一般的には避けるケースであるが、Clイオンに対しては、妨害となる可能性が低い。実際に^<129>I^<6+>を検出してみると、重大な妨害は存在せず、ターゲット中のAgClの混入の影響を受けることなく測定可能であることが明らかになった。こうして確率した^<129>I-AMSシステムを用いて、青森県六ヶ所村の表層土壌中の^<129>Iを測定した(サンプルは、2005年11月に採取した)。その結果、表層土壌1kg中の^<129>Iの放射能は、0.05mBq程度であり、日本国土におけるバックグラウンドレベルにとどまっていることが明らかになった。

ヨウ素129の加速器質量分析にとって、安定同位体ヨウ素127の妨害とともに、さまざまな分子イオンの妨害を明確に分ける必要がある。本研究では、ヨウ素129の定量法として、7+イオンを利用し、ガスカウンターを利用するシステムと、TOF(Time Of FIight=飛行時間分析法)とガスカウンターを組み合わせるシステムを開発した。前者は、加速後のイオンを分析電磁石および静電偏向機の組み合わせにより、電荷あたりの質量を高分解能で分析し、さらにガスカウンターによって妨害イオンを分離するシステムである。一方、TOFを用いるシステムでは、さらにイオンの速度分析を加えることによって、より感度を向上させようとしたものである。しかしながら、TOFを構成する検出器部分でのビームの散乱により、検出効率が落ちてしまうという欠点がある。さまざまに改良を加えたところ、最終的には50%の検出効率を実現した。一方、サンプルの前処理において、AgIを精製する際に、AgClとの共沈プロセスを入れると効果的であることが知られている。しかしながら、AgClとの共沈を行った場合、加速器質量分析用ターゲットのAgI中にAgClが混入してしまう。その際、最終検出器には、^<37>Cl^<2+>イオンが混入する。^<37>Cl^<2+>イオンのフラックスが大きい場合、検出器中の電場を乱し、正常な測定ができなくなることがあった。前処理段階におけるAgClの混入量は、わずかであり、その量を制御するのは困難であった。そこで本研究では、ヨウ素129の^<6+>イオンを試した。質量数129に対して電荷6という組み合わせは、公約数を持つため、一般的には避けるケースであるが、Clイオンに対しては、妨害となる可能性が低い。実際に^<129>I^<6+>を検出してみると、重大な妨害は存在せず、ターゲット中のAgClの混入の影響を受けることなく測定可能であることが明らかになった。こうして確率した^<129>I-AMSシステムを用いて、青森県六ヶ所村の表層土壌中の^<129>Iを測定した(サンプルは、2005年11月に採取した)。その結果、表層土壌1kg中の^<129>Iの放射能は、0.05mBq程度であり、日本国土におけるバックグラウンドレベルにとどまっていることが明らかになった。