レーザー光音響法による超微量テクネチウム化学種分析と環境物質との反応研究

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テクネチウム-99は半減期が21万年の放射性核種であり、過去の大気中の核爆発実験や核燃料再処理施設からの放出により環境中での将来的な蓄積が懸念されている。本研究では、環境中に存在する超微量テクネチウム化学種分析にレーザー光音響法を適用しようとするものである。レーザー光音響システムは(1)光源部、(2)光音響検出部、(3)データ蓄積・処理部からなる。本年度は、まず検出部を新たに試作し、検出素子であるピエゾエレクトリックトランスデューサ(PZT)の種類を変えて光音響シグナルの高感度検出をはかった。またデータ蓄積部では、今までのボックスカ-アベレ-ジャシステムにかわり、デジタルストアレッジオシロスコープを用いることによってデータの平均化を効率的に行えるようにした。これによって光音響シグナルの時間スペクトル測定が簡素化されると共にバックグラウンドノイズを低減化することができた。テクネチウム化学種の光音響測定においては、水圏で最も安定に存在すると考えられる過テクネチウム酸イオン(TcO^-_4)を対象とした。実際の測定に際しては、TcO^-_4とフェロイン(Fe(phen)^<2+>_3)がイオン対を形成して有機溶媒中に抽出され易い性質を利用し、抽出後の有機相中に含まれるフェロインの光音響測定を検討した。その結果、10^<-5>〜10^<-8>Mという幅広い濃度範囲において、その濃度に比例する光音響シグナルが観測された。現在のところ与えられた検出下限は10^<-8>Mであるが、これは通常の吸光光度法に比較して数百倍の感度であり、高感度で適用可能な濃度のダイナミックレンジが広い本法の有用性が明かとなった。