環境放射能測定および放射化分析による新しい樹木年輪年代学構築の試み

尝试利用环境放射性测量和活化分析构建新的树木年轮年表

• 批准号: 14658158
• 负责人: 中西 友子
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14658158/
• 关键词: 環境放射能; ウラン系列; 樹木; 微量元素; 放射化分析; 非破壊分析

本研究は、樹木中の年輪に沿った微量元素および放射能測定を行うことにより、過去の樹木が生育していた環境を探索できるかどうかを調べる試みである。試料としてイチョウとスギを用い、木口材の中心から外側に向けて切り分け、各4〜8gの材を灰化させて放射化分析に供した。照射は日本原子力研究所研究炉、JRR-3Mを用い、短時間照射(5秒)ならびに長時間照射(20分)によって検出される複数の元素をγ線スペクトロメトリにより非破壊同時定量を行った。その結果、短時間照射ではNa、Mg、Al、K、Ca、Mnが定量可能であり、長時間照射ではFe、Co、Sn、Ru、Rbなどを検出することができた。また、標準試料をサンプルと同時に照射することにより、各元素の同時定量が可能となった。これらの元素を樹木の年輪に沿ってプロットすると、殆どの元素が心材部と辺材部において濃度が大きく異なることが示されたが、Mg、Ca、Coなどは辺材部の濃度が心材部と比較して非常に高くなることが示された。一方、天然に存在する微量放射能測定では、まずGe半導体検出器の整備を行った。測定時のバックグラウンド値をいかに低くするかが重要なポイントであったため、測定プローブの回りに無酸素銅ならびにプラスチックの遮蔽を施し、また測定チェインバー内には測定器を冷却するため常時使用している液体窒素から出てくる窒素ガスを導入するなど種々の工夫を行った。また、天然に存在する放射性核種の中ではウラン系列の核種をターゲットに測定を行っているため、エネルギーの低いγ線を測定するため、検出器の上部はベリリウムの薄窓を取り付けた。樹木の年輪に存在する、これら微量元素ならびに天然の微弱放射能を測定することにより、過去の生育環境を評価した。その成果はHayashi et al.(2003)で報告した。

这项研究试图研究沿树木环的痕量元素和放射性测量是否可用于探索过去树木种植的环境。银杏和雪松被用作样品，并从木形木材的中心向外部切出，每种木材的4-8 g被灰烬并进行激活分析。为了进行辐射，使用日本原子能研究所研究反应器进行JRR-3M，并使用短期照射（5秒）检测到多个元素，并使用GAMMA-RAY光谱法对长期辐射（20分钟）进行了非破坏性量化。结果，可以在短期照射中定量确定Na，Mg，Al，K，Ca和Mn，并且可以在长期照射中检测到Fe，CO，SN，RU和RB。此外，通过与样品同时照射标准样品，同时确定每个元素。沿着树环绘制这些元素表明，大多数元素在核心和Sapwood切片中具有明显不同的浓度，但是MG，CA，CO等都表明，与核心部分相比，Sapwood截面中的浓度非常高。另一方面，在自然发生的痕量放射性测量中，我们首先准备了一个GE半导体检测器。由于重要的一点是如何降低测量过程中的背景价值，因此在测量探针周围屏蔽无氧铜和塑料，以及从液氮中始终用于冷却测量仪器的氮气，并引入了测量链中。此外，在天然存在的放射性核素中，测量是用铀系列核素作为靶标制成的，因此为了测量低能伽玛射线，在检测器的顶部安装了一个薄薄的铍窗口。通过测量树环中存在的这些痕量元素和自然弱放射性来评估先前的生长环境。结果在Hayashi等人中报道。 （2003）。