Simple and rapid quantitation using solid standard for hard-to-dissolve samples with high radioactivity

使用固体标准对高放射性难溶样品进行简单快速的定量

• 批准号: 21K04956
• 负责人: 浅井 志保
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04956/
• 关键词: レーザーアブレーション; ICP-MS; トリプル四重極; Sr-90; 同位体希釈質量分析法; 同位体希釈; 汚染水

福島第一原子力発電所（1F）の汚染水処理に使用された吸着材等を安全に処分するには、吸着された放射性核種の量を把握する必要がある。Sr-90は、Cs-137と並んで評価の重要度が高い核種であるが、Sr-90を分析する際は、溶液状態で化学分離し干渉成分を除去する操作が不可欠で、高線量のため溶液化できない廃吸着材中Sr-90は分析困難である。本課題ではレーザーアブレーション（LA）-トリプル四重極（TQ）-誘導結合プラズマ質量分析計（ICP-MS）の『固体試料導入機能』と『装置内干渉除去機能』を利用し、同位体希釈質量分析法（IDMS）の原理に基づき含Sr-86標準固体（顆粒体）を少量の試料に “混ぜるだけ”でSr-90を測定できるようにする新しい分析法の提案を目指す。2022年度は、Sr吸着材（顆粒体）の模擬試料を用いて、LA-ICP-MSの測定条件を検討した。模擬試料は、陽イオン交換樹脂（MCI GEL CA08P、平均粒径120 μm）および 抽出試薬担持樹脂（Ln Resin、粒径20-50 μm）を用いて作成した。陽イオン交換樹脂にはストロンチウムイオンはほぼ100%吸着したが、樹脂構造が固く、レーザー照射によってアブレーション中に構造が破壊されるため、安定したシグナルが得られなかった。Ln Resin（ストロンチウムの代わりにネオジムを吸着）のようにすり潰せる吸着材では、試料表面を平滑にできるため、スパイクピークなしの安定したシグナルが得られ、それらから算出した同位体比は参照値に一致した。このとき、レーザーのスポット径を最大に近い100 μm、フルエンスおよびパルス繰り返しは小さく設定（1.7 J/cm2, 1 Hz）した。照射エリアの樹脂をほぼ全てエアロゾル化することで、安定して効率よくICP-MSへ導入されたといえる。

为了安全地处理福岛第一核电站（1F）污染水处理用的吸附剂，有必要了解吸附的放射性核素的量。 Sr-90是与Cs-137同样重要的评价核素，但在分析Sr-90时，必须在溶液状态下进行化学分离并除去干扰成分，因此分析Sr-90很困难。存在于废吸附剂中，不能制成溶液。在本项目中，我们将利用激光烧蚀（LA）-三重四极杆（TQ）-电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）的“固体样品引入功能”和“装置内干扰消除功能”我们的目标是提出一种基于质谱 (IDMS) 原理的新分析方法，只需将少量含 Sr-86 的标准固体（颗粒）混合到样品中即可测量 Sr-90。 。 2022年度，我们使用Sr吸附剂（颗粒）的模拟样品研究了LA-ICP-MS的测量条件。使用阳离子交换树脂（MCI GEL CA08P，平均粒径 120 μm）和支持萃取剂的树脂（Ln Resin，粒径 20-50 μm）创建模拟样品。尽管几乎100%的锶离子被吸附在阳离子交换树脂上，但由于树脂结构较硬且在激光照射烧蚀过程中结构被破坏，因此无法获得稳定的信号。可以研磨的吸附剂，如 Ln 树脂（吸附钕而不是锶）可以使样品表面平滑，从而产生稳定的信号，没有尖峰，并且由此计算出的同位素比率可以用作参考值。此时，激光光斑直径设置为100μm，接近最大值，并且能量密度和脉冲重复设置较小（1.7J/cm2，1Hz）。通过将照射区域内的树脂几乎全部转化为气溶胶，可以说稳定且高效地导入了ICP-MS。

项目成果

Determination of long-lived radionuclides by ICP-MS for radioactive waste disposal in Japan

日本放射性废物处理中采用 ICP-MS 测定长寿命放射性核素

• 发表时间: 2023
• 作者: 神﨑訓枝;迫田晃弘;片岡隆浩;山岡聖典;浅井志保
• 通讯作者: 浅井志保

Sr-90のその場分析のためのクラウンエーテル誘導体担持繊維の開発―安全なSr吸着操作のための硝酸代替試薬の検討―

用于Sr-90原位分析的冠醚衍生物负载纤维的开发 - 用于安全Sr吸附操作的硝酸替代试剂的检查 -

• 发表时间: 2021
• 作者: Yoshinori Kobayashi;Kiminori Sato;Masato Yamawaki;Koj Michishio;Toshitaka Oka;Masakazu Washio;今田未来，堀田拓摩，浅井志保，半澤有希子， 斎藤恭一，藤原邦夫，須郷高信，石森健一郎，亀尾裕
• 通讯作者: 今田未来，堀田拓摩，浅井志保，半澤有希子， 斎藤恭一，藤原邦夫，須郷高信，石森健一郎，亀尾裕

長寿命放射性セシウム135Cs分析法の開発

长寿命放射性铯135Cs分析方法的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Kenichi Okutsu;Takuma Yamashita;Yasushi Kino;Konan Miyashita;Kazuhiro Yasuda;Toshitaka Oka;Motoyasu Sato;藤本有希，片岡隆浩，直江翔太，村上海斗，雪峰諒平，田中歩，山岡聖典;浅井志保
• 通讯作者: 浅井志保

難測定核種分析の負担軽減を目的とした レーザーアブレーション(LA)-ICP-MSの利用法

如何使用激光烧蚀 (LA)-ICP-MS 减轻分析难以测量的核素的负担

• 发表时间: 2022
• 作者: 神﨑訓枝;迫田晃弘;片岡隆浩;田中裕史;山岡聖典;片岡隆浩，直江翔太，藤本有希，村上海斗，雪峰諒平，田中歩，山岡聖典;浅井志保
• 通讯作者: 浅井志保

ICP-MSを用いた長寿命核種の定量分析

使用 ICP-MS 定量分析长寿命核素

• 发表时间: 2022
• 作者: 神﨑訓枝;迫田晃弘;片岡隆浩;山岡聖典;藤本有希，片岡隆浩，直江翔太，村上海斗，雪峰諒平，山岡聖典;浅井志保
• 通讯作者: 浅井志保