JP2017106851A

JP2017106851A - 環境中の土壌試料中の放射性核種の分析方法及び分析装置

Info

Publication number: JP2017106851A
Application number: JP2015241931A
Authority: JP
Inventors: 智彦川上; Tomohiko Kawakami; 英之圷; Hideyuki Akutsu; 優子小松▲崎▼; Yuko Komatuzaki; 睦田仲; Mutsu Tanaka; 智戸祭; Satoshi Tomatsuri; 鈴木　潤; Jun Suzuki; 潤鈴木; 敦久北村; Atsuhisa Kitamura
Original assignee: Kaken Co Ltd
Current assignee: Kaken Co Ltd
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2015-12-11
Publication date: 2017-06-15

Abstract

【課題】環境試料中の揮発性の核種を対象として、他の核種の妨害を受けることがなく分析、測定を可能とし、測定、分析を効率的にして、時間の短縮、分析廃棄物の低減を図る。
【解決手段】環境試料、例えば土壌試料を１０００℃程度に加熱して揮発性の放射性核種を揮発させ、揮発した放射性核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、^３Ｈ,^１４Ｃ，^７９Ｓｅ、^９９Ｔｃ（^９９ｍＴｃ），^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの各核種に一括分離して、少なくとも^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ（^９９ｍＴｃ），^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析する。
【選択図】図１

Description

本発明は、環境中の土壌試料中の放射性核種の分析方法及び分析装置に関する。

福島における原子炉の事故以来、放射能の関心は高まり、食品や一般環境中の放射性核種の値を気にする人も多い。しかし、Ｇｅ半導体検出器等で簡単に測定できない放射性物質の中で広く分析を行われている核種は^９０Ｓｒ程度で、その他の測定が困難な核種（以下、難測定核種という。）に関するデータはほとんど見受けられない。難測定核種を対象とする分析、測定する場合に、核種別に単独で分析することが行われてきた。

１９９４年にアメリカのオークリッジ研究所ではＮａＣｌの添加が１０００℃以上の高温でセシウムの土壌からの離脱を促進することを報告しており、さらに若狭エネルギー研究センターは焼却施設にＮａＣｌを添加し１３００℃に加熱することでアルカリ塩の形で大量のセシウムを回収できることを報告している。さらに、農研機構と原子力機構は共同でCaCl₂にある種の促進剤を添加して１３００℃に加熱することで99％のセシウムが除去できることを報告し、太平洋セメントが同様の方法でキルンを用いた実証を行っている。しかし、これらは１３００℃という高温の処理が必要とされた。Ｓｒも同様である。

特許文献１には、無機材料中に含まれるトリチウムを計測する際に、無機材料中の水分を加熱蒸発させることが記載されている。

特許文献２には、放射化黒鉛に付着しているＣｌを除去するのに９００℃に加熱、その後冷却してトッラプすることが記載されている。

特許文献３には、コンクリート破砕片を加熱することで、コンクリート破砕片に含まれる放射性揮発性核種を蒸発させ、除去された放射性揮発性核種を冷却して回収することが記載されている。

特許文献４には、活性炭と膠質土とを含有する放射性物質捕集材が記載されている。

特開平３−５１７８８号公報特開２００３−１４８９０号公報特開２００２−３５７６６２号公報特開平６−２６６６５号公報

核種別に測定、分析する方法が多く報告されてきた。難測定核種を核種別に測定、分析する方法では、分析結果が出るまでに多大な日数を要し、大量の試料が必要になるため、前処理過程での分析廃棄物が多くなるという問題がある。また、Ｇｅ半導体検出器で測定できる核種であっても、高濃度の他核種が共存する場合、微量のγ線核種は他の核種の妨害を受けることになって精確な分析を不可能とする。

特許文献１，２には、加熱方法によってトリチウムあるいはＣｌを揮発させることが記載され、また特許文献３には、放射性揮発性核種を蒸発させることが記載されているが、原子炉の事故の際に拡散したような特定された放射性揮発性核種を測定、分析することが記載されていない。特許文献４には、放射性物質捕集材が記載されているが、原子炉の事故の際に拡散したような特定された放射性揮発性核種を測定、分析するに十分なトラップ材（捕集材）とは言えない。

本発明は、かかる点に鑑み環境中の土壌試料中の揮発性の特定された核種を対象として、他の核種の妨害を受けることがなく分析、測定を可能とし、分析、測定を効率的にして、時間の短縮、前処理過程での分析廃棄物の低減を図ることが出来るようにすることを目的とする。

本発明は、環境試料を、^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的に加熱して揮発性の核種を揮発させ、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの各核種に一括分離して、少なくとも^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析方法を提供する。

本発明は、環境試料を、^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的に加熱して揮発性の核種を揮発させ、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、酸性の吸収液で^３Ｈ,^３６Ｃｌ又は^３Ｈ,^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ及び^１３１Ｉ（^１２９Ｉ）を、そしてアルカリ性の吸収液で^１４Ｃ又は，^１４Ｃ，^９９Ｔｃ及び^１２９Ｉの各核種に一括分離して、少なくとも^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析方法を提供する。

本発明は、上述された環境試料中の放射性核種の分析方法において、環境試料の、^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的加熱が、階段的になされることを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析方法を提供する。
本発明は、上述された環境試料中の放射性核種の分析方法において、核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入する前に、揮発した核種を、^７９Ｓｅ捕集手段に接触させ、^７９Ｓｅを捕集し、測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析方法を提供する。

本発明は、温度調整機能を備え、環境試料を設置可能な、そして^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的に加熱可能な加熱炉と、該加熱炉で加熱されることで揮発した核種を導入する酸性及びアルカリ性の吸収液をそれぞれ保持した容器と、放射性核種を同時に分析する分析装置とを備え、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ及び^３６Ｃｌの各核種に一括分離して、少なくとも^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析装置を提供する。

本発明は、温度調整機能を備え、環境試料を設置可能な、そして^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的に加熱可能な加熱炉と、該加熱炉で加熱されることで揮発した核種を導入する酸性及びアルカリ性の吸収液をそれぞれ保持した容器と、放射性核種を同時に分析する分析装置とを備え、酸性の吸収液で^３Ｈ,^３６Ｃｌ又は^３Ｈ,^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ及び^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）を、そしてアルカリ性の吸収液で^１４Ｃ又は，^１４Ｃ，^９９Ｔｃ及び^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）の各核種に一括分離して、少なくとも^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析装置を提供する。

本発明は、上述された環境試料中の放射性核種の分析装置において、核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入する前に、揮発した核種を、^７９Ｓｅ捕集手段に接触させ、^７９Ｓｅを捕集する^７９Ｓｅ捕集手段を設けたことを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析装置を提供する。

本発明によれば、環境試料には当該分析に対して妨害核種が含まれるが、この環境試料を、塩素を揮発させる温度の１０００℃に加熱して揮発性の核種を揮発させ、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの核種を一括分離して、少なくとも^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を測定することで、これらの難測定核種を一括分析することが出来る。更に、本発明によれば、難測定核種^７９Ｓｅをも一括分析することが出来る。このように、燃焼法を採用して、環境試料について少なくとも^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析することで、環境試料中の揮発性の核種を対象として、他の核種の妨害を受けることがなく測定、分析が可能となり、測定、分析が効率的になって、時間の短縮、前処理過程での分析廃棄物の低減が達成される。

本発明の実施例である環境中の土壌試料中の放射性核種の分析装置の概要を示す図。本発明の他の実施例である環境中の土壌試料中の放射性核種の分析装置の概要を示す図。難測定核種の代表例を示す図。揮発性５核種を示す図。揮発性６核種を示す図。吸収液からの分離・精製・単離・計測を示す図。コールド試験による吸収液中の回収率の確認を示す図。図１に示す分析フローによるトレーサー試験結果を示す図。ＲＩトレーサー試験結果を示す図。図９に示されるトレーサーに用いられた湿潤細土サンプルの内容を示す図。他のトレーサー試験結果を示す図。 ^９９ｍＴｃによる単核種分析の例を示す図。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施例である環境中の土壌試料中の放射性核種の分析装置１００の概要を示す図である。図２は、本発明の他の実施例である環境中の土壌試料中の放射性核種の分析装置の概要を示す図である。以下、図１を用いて本発明の実施例を説明するものとし、必要に応じて図２に示される実施例について説明する。

本実施例において、環境中の土壌試料とは、本実施例で示される揮発性の^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）（^１２９Ｉあるいは/及び^１３１Ｉを表す。）及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析する際のγ線測定に妨害となる核種、例えば^８９Ｓｒ，^９０Ｓｒ，^１３４Ｃｓ，^１３７Ｃｓが含まれている土壌試料をいう。また、放射性核種を一括分析とは、同時に分析することをいうが、吸収液で順次測定、分析する場合に、同一土壌試料からのガスが順次捕集されている場合も、同一の土壌試料が用いられており、一括あるいは同時である概念で用いられる。本実施例は、土壌についての核種分析に限定されず、環境材である食品、食材、その他の材料についての核種分析も可能である。以下の説明では、土壌を例にとって説明する。これらの材料を総称して環境試料と称する。

図１において、環境にある土壌試料中の放射性核種の分析装置１００は、温度調整機能を備え、環境中の土壌試料を設置可能な加熱炉１と、この加熱炉１で加熱されることで揮発した核種を導入する酸性及びアルカリ性の吸収液をそれぞれ保持した容器２と、放射性核種を測定する測定装置３とからなる。加熱炉１は、加熱手段としての機能を持つ。

加熱炉１は、固体試料を用い、電気加熱を用いた燃焼法を採用して環境中の土壌試料を室温から加熱し、１０００℃に加熱して揮発性の核種を揮発させるもので、管状炉１及び管状炉２を備え、各管状炉内に配設された石英管１５を備え、管状炉１及び管状炉２はそれぞれ温調器１及び温調器２によって温度が調節される。石英管１５は、流量計１３を介してＯ_２ガスボンベ１４に配管５で接続される。

管状炉１内に湿潤土壌４０g１２が設置される。管状炉２内に酸化銅からなる酸化触媒１６が設置され、その前後に石英ウール１７が設置され、酸化触媒１６を保持する。このようにして燃焼法が構成され、加熱を可能とする。燃焼法を採用することで、本実施例で分析を行う上で計測上妨害となる放射性核種を分離することが出来る。温調器１及び温調器２は、図に示される温度で、かつ加熱時間で加熱される。揮発に対応した加熱温度及び加熱時間が予め設定される。急速に１０００℃で加熱すると有機物が激しく分解し、爆発する恐れがある。そのためにステップ状に温度上昇させる。１１０℃で環境試料中の水分を揮発させ、水分に含まれる^３Ｈを揮発させる。４００℃で^１２９Ｉと^７９Ｓｅを揮発させる。５００℃は、環境試料中に含まれる有機物を徐々に分解させるために、５００℃で保持し、有機物の分解時間を延ばすことで、安定的に燃焼させている。有機物は、水と二酸化炭素に分解し、^３Ｈと^１４Ｃを揮発させる。また、^９９Ｔｃが揮発する。１０００℃では、^３６Ｃｌを揮発させ、低温では揮発しにくい化学形態の^３Ｈ、^１４Ｃ、^７９Ｓｅ、^９９Ｔｃ、^１２９Ｉを揮発させる。加熱炉１の下流側に酸性及びアルカリ性の吸収液２０をそれぞれ保持した容器２が設けられる。本例の場合、１，２が酸性吸収液２０Ａを示し、３，４がアルカリ性の吸収液２０Ｂであることを示し、直列に配置される。加熱炉１の石英管１５から延在する管１８は、最初の酸性吸収液内で開口しており、揮発した核種を酸性吸収液２０Ａに導く。各容器は、チラー２５に接続された水冷容器１９内に配置され、水冷される。揮発した核種は、順次直列配置の容器内を通過し、最終のアルカリ性吸収液２０Ｂから排出２１され、排気となって所定の保存装置（図示せず）に導かれる。

図２は、図１に示される構成を基本とした他の例を示す。

図２は、図１の構成において、加熱炉１の石英管１５と容器２とを結ぶ配管１８にガラス入Ｕ字管３１が設けられた。ガラス入Ｕ字管３１はヒータ３２を形成し、ヒータ３２は、温調器３によって温度調節がなされる。

図３は、難測定核種の代表例を示す図である。

難測定核種の代表例として、１６核種を上げることが出来、それらは核分裂生成物（ＦＰ）、放射化生成物（ＣＰ）及び超ウラン元素（ＴＲＵ）からなる。

図４は、１６の難測定核種から、揮発性の５核種が選定されたことを示す図である。

図５は、揮発性の５核種に、^７９Ｓｅを加えて、揮発性の６核種が選定されたことを示す図である。
図４及び図５に示さる難測定核種は、少なくとも^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種であり、更には^７９Ｓｅが加えられる。

これら６種の核種は、難測定核種であり、典型的には、また分析効率の面からすべての核種が選定されるが、分析依頼者であるクライアントの要望によっては、これらの内のいくつかが選択される場合もある。その場合には、加熱温度は、選定された核種に対応して選定される。９００℃から１２００℃の範囲で加熱がなされる。１２００℃まで、望ましくは１０００℃まで段階的に行うのがよい。^３Ｈ,^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ、^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）の内で、揮発温度の最も高い^３６Ｃｌを揮発させるに十分な温度まで段階的に、例えば階段状に加熱する。以上の構成において、環境中の土壌試料を、これらの難測定核種の中で揮発温度の最も高い例えば１０００℃に加熱して揮発性の核種を揮発させ、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ及び^３６Ｃｌを分離して、少なくとも^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１３１Ｉ（^１２９Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析することが行われる。

図６は、吸収液からの分離・精製・単離・計測を示す図である。

図６において、測定装置としてLSC:液体シンチレーションカウンター、ICP-MS:誘導結合プラズマ質量分析装置、及びＧｅ半導体検出器が用いられるが、これらに限定されない。

図６において、酸性吸収液２０Ａから^３Ｈ,^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ、^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）が分離され、アルカリ性吸収液Ｂから^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）が分離可能であることが示される。

酸性吸収液２０ＡにＡｇＮＯ_３が加えられ、生成された溶液は、液Ｓ１と沈殿物Ｓ１１とに分けられる。液Ｓ１は蒸留され、留出液Ｓ３と残液Ｓ４とに分けられる。留出液Ｓ３からLSC：液体シンチレーションカウンターによって^３Ｈが計測される。

残液Ｓ４は、後述されるカラム分離Ｓ２６で使用される。

沈殿物Ｓ１１に加熱Ｓ１２がなされ、吸収液Ｓ１３が取得される。吸収液Ｓ１３から溶媒抽出Ｓ１４がなされ、水相Ｓ１５及び有機相Ｓ２３に分けられる。アルカリ性吸収液についての有機相Ｓ２３に混合される。

水相Ｓ１５からLSCによって^３６Ｃｌが計測される。

アルカリ性吸収液２０ＢにＢａＣｌ_２が加えられ、生成された溶液は、液Ｓ２１と沈殿Ｓ３１とに分けられる。液Ｓ２１から溶媒抽出Ｓ２２がなされ、有機相Ｓ２３と水相Ｓ２５に分けられる。有機相Ｓ２３から再び水相に逆抽出Ｓ２４がなされ、逆抽出液Ｓ２４からICP-MS：誘導結合プラズマ質量分析装置によって^１２９Ｉが計測される。

水相Ｓ２５は、カラム分離Ｓ２６され、分離液からICP-MSあるいはよって^９９Ｔｃが計測される。

沈殿Ｓ３１に対して酸性通気Ｓ３２がなされ、LSCによって^１４Ｃが計測される。

このようにして環境中の土壌試料を１０００℃程度に加熱して揮発性の核種を揮発させ、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、酸性の吸収液で^３Ｈ,^３６Ｃｌ又は^３Ｈ,^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ及び^１２９Ｉを、そしてアルカリ性の吸収液で^１４Ｃ又は，^１４Ｃ，^９９Ｔｃ及び^１２９Ｉを分離して、少なくとも^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析することがなされる。

図７は、コールド試験による吸収液中の回収率の確認を示す図である。

図７において、Ｃｌ（１０ｍｇ）、Ｒｅ（０．５ｍｇ）及びＩ（２ｍｇ）を含む湿潤細土４０ｇを加熱し、吸収液であるトラップ液でＣｌ、Ｔｃ代替のＲｅ及びＩをトラップして、液中に含まれるＣｌ、Ｒｅ及びＩを測定装置で分析した。酸性吸収液にはＨ_２ＳＯ_４、アルカリ性吸収液にはＮａＯＨが用いられ、図１に示すフローに従って分析がなされた。酸性吸収液はその他にＨＮＯ_３を用いた。アルカリ吸収液はこの他にＫＯＨやＣａ（ＯＨ）_２などを用いた。

回収率は、酸性吸収液で、Ｃｌ１００％、Ｒｅ（Ｔｃ）６６％、Ｉ３２％であった。アルカリ性吸収液で、Ｒｅ（Ｔｃ）８％、Ｉ４８％であった。トータルすると、Ｃｌ１００％，Ｒｅ（Ｔｃ）７４％，Ｉ８０％であった。

このように、燃焼式方法の採用によって、^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）を吸収液中に回収できる見通しを得た。

図８は、図１に示す分析フローによるトレーサー試験結果を示す図である。湿潤細土がサンプルとして生成され、粉砕され、ふるい分けされ、加熱され、吸収液で難測定核種の分析がなされた。

図８において、吸収液で^３Ｈ, ^１４Ｃ，^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ及び^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及びの放射性核種の回収がなされた。ガス捕集による検討結果の回収値が図に表示される。実績検出下限値が、^３Ｈ以外目標とした検出下限値より低めであったが、測定器（分析装置）によって十分に目標とする検出下限値を下回ることが可能である。

図９は、RIトレーサー試験結果を示す図である。

図１０は、図９に示されるトレーサーに用いられた湿潤細土サンプルの内容を示す。

図１０に示されるように、湿潤細土サンプルには、^３Ｈ（水）, ^１４Ｃ（グルコース），^８５Ｓｒ（^９０Ｓｒ代替え），^１３７Ｃｓ，Ｃｌ（^３６Ｃｌ代替え），Ｒｅ（^９９Ｔｃ代替え）及びＩ（^１３１Ｉ（^１２９Ｉ代替え））が含まれた。

図９に示されるように、湿潤細土サンプルに含まれていた^８５Ｓｒと^１３７Ｃｓが吸収液中では検出されず、湿潤細土サンプル中に^８５Ｓｒ，^１３７Ｃｓの妨害核種が存在するときに、妨害核種^８５Ｓｒ，^１３７Ｃｓから^３Ｈ, ^１４Ｃ，^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ及び^１３１Ｉ（^１２９Ｉ）がそれぞれ単離され、γ線計測が正しくなされたことが示された。

湿潤細土サンプル４０ｇ中の難測定核種の同時処理分析結果が図に示される。少なくとも^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析することがなされた。

図１１は、他のトレーサー試験結果を示す。

図１１において、^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析の結果、これら核種を含んだ二次廃棄量が、単独に分析がなされた場合に比較して格段に低減された。トレーサー試験の結果より、上述した気化分離手段によって揮発性放射性核種は各捕集部で回収され、不揮発性の放射性核種は、灰化試料に残っていることが確認された。

図２は、図１に示される構成を基本として、石英管１５の後流側にガラスビーズ入Ｕ字管３１を設けたことを先に記載した。

この構成によって、^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析に加えて、難測定核種^７９Ｓｅも一括分析することが出来る。

１０００℃で揮発した^７９Ｓｅは、１４０℃で固体としてガラスに付着する。この性質を利用するためガラスビーズが用いられ、表面積が増大される。ガラスビーズ付着した^７９Ｓｅは、酸で溶液となし、測定用の溶液とされる。このようにして、放射性核種の分析装置１００が構成される。

この溶液化を考慮すると、酸性溶液に安定で、ロスが少なくて済む材料としてガラスビーズが選定された。ガラスビーズの大きさは、例えば０．８〜１．０ｍｍの大きさのものが使用される。ガラスビーズが推奨されるが、ガラスビーズに限定されず、^７９Ｓｅを付着させる材料であればよい。

図２に示されるように、ガラスビーズ入Ｕ字管を吸収液２０の前に設置すると、^９９Ｔｃをも捕集することが出来、測定装置、例えばICP-MSで測定することが出来る。

環境試料中の放射性核種の分析方法において、核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入する前に、揮発した核種を、^７９Ｓｅ捕集手段に接触させ、^７９Ｓｅを捕集し、測定する環境試料中の放射性核種の分析方法が構成される。

図２に示される構成によれば、ガラスビーズ入Ｕ字管で、^７９Ｓｅ８５％回収、^９９ｍＴｃ（^９９Ｔｃ）８０％回収酸性吸収液で、^３Ｈ９７％回収、^３６Ｃｌ４１％回収、^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）６５％回収アルカリ性吸収液で、^１４Ｃ８８％回収することが出来る。

図１２は、^９９ｍＴｃによる単核種分析の例を示す。この例は、図１あるいは図２に示される放射性核種の分析装置１００に^９９ｍＴｃによる単核種分析装置を併存させることを示す。

図１２に示さるように、放射性核種の分析装置１００Ａは、温度調整機能を備え、環境中の土壌試料を設置可能な加熱炉１Ａと、この加熱炉１Ａで加熱されることで揮発した核種^９９ｍＴｃを導入する吸収液２０Ａに純水が用いられる。環境中の土壌試料として、乾燥土壌１２Ａが用いられた。吸収液２０Ａを通過したガスは、排気２１Ａとされ、図示しない容器に保管される。
分析フローに従って分析がなされた。吸収液をカラム分離してγ線計測した。^９９ｍＴｃ測定結果が図に示される。

^９９ｍＴｃ計測の場合には、燃焼法による単核種分析が採用される。したがって、上述した^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析に加えて、核種^９９ｍＴｃの単核種分析が採用される。

本実施例によれば、
１．環境試料について、難測定核種分析法を適用して特定された難測定核種を測定、分析することが出来る。
２．分析効率を向上させることが出来る。次の事項が可能となった。
・^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌからなる多核種を同時分析、更には^７９Ｓｅを同時分析
・分析操作が簡略化
・採取試料の少量化
・前処理過程での分析廃棄物の低減
環境中の土壌試料には当該分析に対して妨害核種が含まれるが、この環境中の土壌試料中の^３６Ｃｌを揮発させる温度、例えば１０００℃に加熱して揮発性の核種を揮発させ、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌを分離して、少なくとも^３Ｈ,^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析することが出来る。このように、燃焼法を採用して、環境中の土壌試料について少なくとも^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を一括分析することで、更には放射性核種^７９Ｓｅを加えて一括分析することで、環境中の土壌試料中の揮発性の核種を対象として、他の核種の妨害を受けることがなく、測定、分析が可能となり、分析、測定が効率的になって、時間の短縮、前処理過程での分析廃棄物の低減が達成される。

また、これらの分析に加えて、核種^９９ｍＴｃの単核種分析が採用される。

１…加熱炉、２…容器、３…核種測定装置、１３…流量計、１４…Ｏ_２ガスボンベ、１２…湿潤土壌、１５…石英管、１６…酸化触媒、１７…石英ウール、２０…吸収液、２０Ａ…酸性吸収液、２０Ｂ…アルカリ性吸収液、２５…チラー、３１…ガラスビーズ入Ｕ字管、１００…放射性核種の分析装置。

Claims

環境試料を、^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的に加熱して揮発性の核種を揮発させ、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの各核種に一括分離して、少なくとも^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析方法。
環境試料を、^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的に加熱して揮発性の核種を揮発させ、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、酸性の吸収液で^３Ｈ,^３６Ｃｌ又は^３Ｈ,^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ及び^１３１Ｉ（^１２９Ｉ）を、そしてアルカリ性の吸収液で^１４Ｃ又は，^１４Ｃ，^９９Ｔｃ及び^１２９Ｉの各核種に一括分離して、少なくとも^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析方法。
請求項１または２に記載された環境試料中の放射性核種の分析方法において、環境試料の、^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的加熱が、階段的になされることを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析方法。
請求項１に記載された環境試料中の放射性核種の分析方法において、核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入する前に、揮発した核種を、^７９Ｓｅ捕集手段に接触させ、^７９Ｓｅを捕集し、測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析方法。
温度調整機能を備え、環境試料を設置可能な、そして^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的に加熱可能な加熱炉と、該加熱炉で加熱されることで揮発した核種を導入する酸性及びアルカリ性の吸収液をそれぞれ保持した容器と、放射性核種を同時に分析する分析装置とを備え、揮発した核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入して、^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ及び^３６Ｃｌの各核種に一括分離して、少なくとも^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析装置。
温度調整機能を備え、環境試料を設置可能な、そして^３６Ｃｌを揮発させる温度まで段階的に加熱可能な加熱炉と、該加熱炉で加熱されることで揮発した核種を導入する酸性及びアルカリ性の吸収液をそれぞれ保持した容器と、放射性核種を同時に分析する分析装置とを備え、酸性の吸収液で^３Ｈ,^３６Ｃｌ又は^３Ｈ,^３６Ｃｌ，^９９Ｔｃ及び^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）を、そしてアルカリ性の吸収液で^１４Ｃ又は，^１４Ｃ，^９９Ｔｃ及び^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）の各核種に一括分離して、少なくとも^３Ｈ, ^１４Ｃ，^９９Ｔｃ，^１２９Ｉ（^１３１Ｉ）及び^３６Ｃｌの放射性核種を測定することを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析装置。
請求項５または６に記載された環境試料中の放射性核種の分析装置において、核種を酸性及びアルカリ性の吸収液に導入する前に、揮発した核種を、^７９Ｓｅ捕集手段に接触させ、^７９Ｓｅを捕集する^７９Ｓｅ捕集手段を設けたことを特徴とする環境試料中の放射性核種の分析装置。