JP2004150876A - 土壌中のラジウムの分析方法 - Google Patents

土壌中のラジウムの分析方法 Download PDF

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達哉 矢島
Toshiyuki Nakazawa
俊之 中澤
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Abstract

【課題】土壌中のラジウムを環境レベルの低濃度領域まで簡単にかつ精度よく定量できる分析方法を提供する。
【解決手段】ラジウム(Ra−226)に汚染された土壌試料を測定容器に密封し、好ましくは、容器に内蓋をし、その上にシール剤を充填して上蓋をし、さらに上蓋と容器の隙間を硬化性樹脂によって密封し、娘核種との放射平衡状態に到達させた後、娘核種であるPb−214もしくはBi−214から放出されるガンマ線を計測することによって土壌中のラジウム(Ra−226)を定量することを特徴とするラジウムの分析方法。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は土壌に含まれるラジウムの定量測定方法に関し、放射性元素であるラジウムを環境レベルの低濃度領域まで簡単にかつ精度よく、しかも安全に定量測定することができる方法に関する。
【0002】
放射性元素であるラジウム(Ra−226)はウラン(U−238)の娘核種として天然に存在しており、また原子力産業界においてウラン鉱石の鉱さい処分やウラン系廃棄物の処理に伴って排出され、この廃棄物を地中埋設処分する際などの安全性が問題となる核種の一つである。
【0003】
【従来の技術】
放射性物質の分析方法として、この放射性物質から放出されるガンマ線を直接計測して定量する方法が一般に知られている。このガンマ線による測定は一般的に定量下限値が低いこと、物質中におけるガンマ緑の透過カが強いため試料の性状によっては化学処理を行なえない試料について直接的な定量(非破壊分析)が可能であるなどの理由によって従来から広く行なわれている分析方法である。
【0004】
しかし、ラジウム(Ra−226)については、半減期が約1600年と長く、比放射能値が低いこと、放出される主なガンマ線は186keVの低エネルギーのガンマ線であり、その放出率は3.3%と低いことから、環境レベルの低濃度領域における測定が困難である。そこで、従来、アルファ線を利用した分析方法が実施されている。
【0005】
アルファ線を利用したラジウムラジウム(Ra−226)の分析方法として、“文部科学省の放射能測定シリーズ、No.19ラジウム分析方法”に標準的な測定方法と検出下限値が示されている。本指針によれば、土壌中のラジウム(Ra−226)の分析方法として、土壌を溶解し、その溶液から硫酸バリウム沈澱法等によってRa−266を分離した後、2πガスフロー比例計数管もしくはZnS(Ag)シンチレーションカウンタを用いてRa−226のアルファ線を直接測定するか、より低濃度の場合には、土壌を溶解してRa−226を分離精製した後、さらに再溶解してキュリーピン、ラドンパブラー管もしくはラドン生成容器内に2週間以上密閉し、電離箱、ZnS(Ag)シンチレーションカウンタ、比例計数管もしくは液体シンチレーンョンカウンタを用いてラジウムの放射壊変によって生じたラドン(Rn−222)以下の娘核種から放射されるアルファ線を測定する方法が示されている。なお、本方法によるラジウム(Ra−226)の定量下限値は、電離箱で0.007Bq/g(0.2pg/g)、ZnS(Ag)シンチレーションカウンタおよび比例計数管で0.003Bq/g(0.08pg/g)とされている。
【0006】
この他に、ラジウムの放射壊変によるラドン(Rn−222)等の娘核種との放射平衡後、娘核種から放出されるアルファ線を各種の放射線測定器を用いて測定する方法も従来知られている。しかし、これら従来の測定方法は何れもラジウム(Ra−226)を分離精製するための複雑な化学的操作や専用の気密性容器を必要とする等の問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ラジウムの測定方法について、従来の上記課題を解消したものであり、土壌に含まれるラジウムを簡単にかつ精度よく、しかも安全に定量測定することができる方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば以下の構成からなるラジウムの分析方法が提供される。
(1)ラジウム(Ra−226)に汚染された土壌試料を測定容器に密封し、娘核種との放射平衡状態に到達させた後、娘核種であるPb−214もしくはBi−214から放出されるガンマ線を計測することによって土壌中のラジウム(Ra−226)を定量することを特徴とするラジウムの分析方法。
(2)土壌試料をプラスチック製容器に入れて内蓋をし、その上にシール剤を充填して上蓋をし、さらに上蓋と容器の隙間を硬化性樹脂によって密封した試料を用いる上記(1)の分析方法。
(3) 測定容器中に土壌試料を28日間以上気密に保持した後に、ガンマ線スペクトロメータによってガンマ線を24時間計測する上記(1)または(2)の分析方法。
【0009】
【具体的な説明】
本発明の分析方法は、ラジウム(Ra−226)に汚染された土壌試料を測定容器に密封し、娘核種との放射平衡状態に到達させた後、娘核種であるPb−214もしくはBi−214から放出されるガンマ線を計測することによって土壌中のラジウム(Ra−226)を定量する方法である。
【0010】
本分析方法において、測定容器は市販のプラスチック製容器等を用いることができる。測定容器は土壌試料を密封できる容器であれば良い。図1に示すようにこの容器10にラジウム(Ra−226)を含む土壌試料11を入れて密封し、娘核種との放射平衡状態に到達させる。ラジウム(Ra−226)は放射壊変し、ラドン(Rn−222)を経て鉛(Pb−214)ないしビスマス(Bi−214)に壊変する。この放射壊変の過程で発生するラドン(Rn−222)はガス化し易いので、土壌試料を入れた測定容器10は高い気密性を保つように密封する。具体的には、例えば、土壌試料をプラスチック製容器10に入れて内蓋(落し蓋)12をし、その上にシール剤13を充填して上蓋14をし、さらに上蓋14と容器10の隙間を硬化性樹脂15によって密封する。シール剤13はシリコーン等を含むものが好ましい。上蓋14と容器10の隙間を覆う樹脂15はエポキシ樹脂等を用いることができる。
【0011】
ラジウム(Ra−226)は28日間経過するとラドン(Rn−222)を経て鉛(Pb−214)ないしビスマス(Bi−214)に放射壊変するので、28日間以上、試料の気密性を保ってラジウム(Ra−226)と娘核種との放射平衡状態に到達させる。次いで、ラドン(Rn−222)以下の娘核種であるPb−214もしくはBi−214から放出される高エネルギーのガンマ線を計測することによって土壌中のラジウム(Ra−226)を定量する。ガンマ線の定量はガンマ線スペクトロメータ等を用いると良い。計測時間は24時間程度であれば良い。
【0012】
本発明の分析方法において利用する、娘核種のPb−214もしくはBi−214から放出されるガンマ線の放出エネルギーと放出率の一例を表1に示す。表示するように、Pb−214のガンマ線放出率は34.3%と高く、また、Bi−214は放出エネルギーが最初の半減期までの放出エネルギーが609keVでもガンマ線放出率は42.6%と高く、次の半減期ごとの放出エネルギーは各々1120keV、17764keVと高い。このように、娘核種のPb−214およびBi−214から放出されるガンマ線の放出エネルギーが高いので、低濃度領域でも精度の良い定量分析を行うことができる。
【0013】
【実施例】
以下、本発明を実施例によって具体的に示す。
ラジウム(Ra−226)を1.45Bq/g添加した土壌試料1.0gをプラスチック製容器(容積2.5ml)に入れ、試料面を固定するために厚さ0.5mm程度の落し蓋を入れ、その上にシリコーン含有接着剤を容器一杯まで充填し、この接着剤を充分(1昼夜以上)に乾燥させた。接着剤が乾燥した後に、ねじ込み式の上蓋をし、この上蓋と容器の隙間にエボキシ樹脂を塗布して完全に密封した。これを、Ra−226が娘核種と放射平衡状態に到達するように28日間放置した。その後、ガンマ線スペクトロメータによって娘核種のPb−214もしくはBi−214から放出されるガンマ線の放出エネルギーを測定し、このガンマ線の放出エネルギーに基づいてラジウム(Ra−226)の濃度を求めた。計測時間は24時間である。この結果を表2に示した。
【0014】
表2に示すように、Pb−214もしくはBi−214の何れの娘核種についても、その放出ガンマ線によって測定した土壌中のラジウム(Ra−226)濃度は、試料に添加したラジウム(Ra−226)濃度とほぼ一致しており、従って、本測定方法は充分な測定精度を有することが確認された。なお、天然に存在するガンマ線のバックグランドレベルにより、本方法によるラジウム(Ra−226)の検出下限値は0.08Bq/g(2pg/g)程度である。
【0015】
【表1】
Figure 2004150876
【0016】
【表2】
Figure 2004150876
【0017】
【発明の効果】
本発明の分析方法は、土壌中に含まれるラジウム(Ra−226)を簡便に精度良くかつ安全に定量することができる。また、本分析方法によれば土壌中のラジウム(Ra−226)濃度を環境レベルの低濃度領域まで測定することが可能である。さらに、プラスチック製容器、シール剤および樹胎などに一般的な市販品を利用してことができるので実施が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の分析方法に用いる試料を入れた容器の断面図。
【符号の説明】10−容器、11−土壌試料、12−内蓋、13−シール剤、14−上蓋、15−硬化樹脂。

Claims (3)

  1. ラジウム(Ra−226)に汚染された土壌試料を測定容器に密封し、娘核種との放射平衡状態に到達させた後、娘核種であるPb−214もしくはBi−214から放出されるガンマ線を計測することによって土壌中のラジウム(Ra−226)を定量することを特徴とするラジウムの分析方法。
  2. 土壌試料をプラスチック製容器に入れて内蓋をし、その上にシール剤を充填して上蓋をし、さらに上蓋と容器の隙間を硬化性樹脂によって密封した試料を用いる請求項1の分析方法。
  3. 測定容器中に土壌試料を28日間以上気密に保持した後に、ガンマ線スペクトロメータによってガンマ線を24時間計測する請求項1または2の分析方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101280235B1 (ko) 2011-11-06 2013-07-05 박영웅 지하수 라듐농도 간이측정 방법
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