実施報告 Archive

2018年2月26日－3月1日、Pittcon（The Pittsburgh Conference on Analytical Chemistry and Applied Spectroscopy）において研究成果発表をを行いました。

C. Ito, T. Miyazaki, S. Wakaki, K. suzhiki, Y. Takagai, “Thermal Ionization Mass Spectrometric Quantification of Radioactive Strontium-90 Using Isotope Dilution-Total Evaporation Method”

H. Ogata, M. Furukawa, Y. Takagai, “Simultaneous Quantitative Analysis of Raoactive Strontium and Radioactive Iodine by Cascade Type ICP-MS in Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant”

M. Nagasaku, W. Hinze, Y. Takagai, “One-Pot Synthesis of High Concentration of Silver Nanoparticles in Surfactant Medium”

M. Furukawa, H. Ogata, Y. Takagai, “The Development of New Type of Cyclonic Spray Chamber for ICP-MS or ICP-OES Combining Both Advantages of Gas Based Sample Introduction and Coaxial Nebulizer”

2018年1号の「RADIOISOTOPES」誌に総説が掲載されました。

【著者／論文誌名】古川真，高貝慶隆，Radioisotopes, 67(1), 17-30

【タイトル】ICP-MSによる放射性ストロンチウム90の迅速分析法―半減期が数十年のβ線放出核種の高速自動分析―

【DOI】https://doi.org/10.3769/radioisotopes.67.17

【概要】Sr-90は，ウランから生じる代表的な核分裂生成物です。半減期は，約29年の放射性核種で，γ線を放出せず，β線のみを放出する純β線放出核種です。γ線放出核種の計測は，非常に簡単ですが，純β線放出核種の計測はそれと比較すると格段に難しいことが知られています。震災以降，Sr-90のの迅速な計測のために多くの技術開発が進められてきました。この総説では，それらの技術を概説するとともに，特に，高周波誘導結合プラズマ四重極形質量分析計（ICP-QMS）を用いた技術に焦点を当てて，福島第一原子力発電所の分析の現状と展望を述べる。

12月1日（金）株式会社堀場製作所様にご協力いただき、福島大学においてpHメーターセミナーが開催されました。高貝研究室の学生も参加し、測定機、pH等についての説明の後、学生自身で身近な物質のpHを測定する実習が行われ、pHの測定方法、pHメーターの測定結果がどの程度の信頼性を持っているかなど、pHメーターの基礎知識を習得することができました。

2017年11月12日-17日、島根県松江市にてプラズマ分光に関する国際会議： Asia-Pacific Winter Conference on Plasma Spectrochemistry (APWC)で研究成果発表を行いました。

ポスターセッションにて大学院１年小田島さんが、Analytical Sciences Young Scientist Presentation Award(ポスター賞相当)を受賞しました。。

題名は、下記のとおりです。

・Mizuki Odashima, Makoto Furukawa, Katz Suzuki, Yoshitaka Takagai,

「Online Solid Phase Extraction with Isotope Dilution ICP Mass Spectrometry of Radioactive 90Sr and Its Application to Radioactive Waste in Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant」

2017年11月8日（水）〜10日（金）、熱川ハイツ（静岡県伊豆町）において開催された「日本質量分析学会2017年度同位体比部会」で研究成果発表を行いました。

大学院生1名、学類生1名がそれぞれ研究成果発表（ポスターセッション）を行いました。

（1）「表面電離型質量分析計を用いる放射性ストロンチウム分析への挑戦」

伊藤千尋、宮崎隆、若木重行、鈴木勝彦、高貝慶隆

（2）「表面電離型質量分析計のSr分析におけるフィラメント表面の状態変化の観察〜Srイオン化のTaアクチベーターの効果」

下出凌也、宮崎隆、若木重行、鈴木勝彦、高貝慶隆

そして、伊藤さんがポスター賞（学生発表優秀賞）を受賞しました。

国家資格である「放射線取扱主任者」に高貝研究室のメンバー5名が合格しました。

内訳は、第一種に1名(M1)、第二種に4名(4年生)が合格しました。これにより、本研究室の合格者(現メンバー）は10名(4年生以上は全員合格者)となりました。

「放射線取扱主任者」とは，放射線障害の防止を監督する者のことで，国家資格に位置付けられます。資格は第1～3種があり，第1種と第2種には国家試験があります。第1種および第2種試験は，同年8/23～25に実施され，当研究室からも（第59回，仙台会場で）受験しました。

(公)原子力安全技術センターより，合格者情報の公開，ならびに，試験問題と正答の掲載がありました。

その情報によると，

第1種：受験者3,767名，合格者 819名，合格率 21.7%

第2種：受験者2,485名，合格者 503名，合格率 20.2%

のようでした。2017年10月31日に合格者の発表があり，合格証が手元に届きました。

本年度は2種の合格率が非常に低かったです。

2017年10月25日（水）福島第一原子力発電所の分析ラボを訪問し、見学を行いました。

廃炉作業の現場を視察することにより、様々なことを考える良い契機になりました。

2017年9月9日（土）-12（火）、東京理科大学葛飾キャンパスにおいて開催された「日本分析化学会第66年会」で2件の研究成果発表を行いました。

発表題目は、下記のとおりです。

（1）「検量線が不要な放射性Srのカスケード型ICP-MS分析と福島第一原発の原子炉建屋滞留水への応用」

小田島瑞樹（M1）、古川真、鈴木勝彦、高貝慶隆

（2）「ベタイン型界面活性剤の曇点抽出による高濃度金ナノ金平糖のワンポット合成抽出法」

森萌芽（B4）、Willie Hinze、高貝慶隆

2017. 8月3日、いわき産業創造館（LATOV）において、「燃料デブリ取り出しに挑む」と題して開催された「IRIDシンポジウム2017 inいわき」に大学院２年 伊藤千尋さんが参加し、研究成果発表（パネル発表）を行いました。

タイトルは下記のとおりです。

・伊藤千尋、宮崎隆、若木重行、鈴木勝彦、高貝慶隆「表面電離型質量分析計を用いる同位体希釈-トータルエバポレーション法による極微量ストロンチウムの精密定量法の開発」

7月22日（土）、弘前大学において開催された「みちのく分析化学シンポジウム2017」に大学院生1名が参加し、ポスターによる研究発表を行ってきました。

タイトルは下記のとおりです。

・阿部未姫，佛願道男，五十嵐淑郎，高貝慶隆「ウランイオン除去を目的としたデスフェリオキサミンB固定化マイクロポリマーの開発」

そして、こちらのポスターは「最優秀ポスター賞」を受賞しました！！

おめでとうございます♪

7月14日（金)〜15日（土）、平成29年度日本分析化学会東北支部若手交流会が秋保温泉で開催され、大学院生6名、学部生4名が参加し、研究発表（招待講演1件、ポスター2件）を行ってきました。発表タイトルは、下記のとおりです。

【講演】

〇中川太一(1)、Willie L. Hinze(2)、高貝慶隆(1)(3)「ナノによるナノの制御　～熱感応性界面活性剤によるジプサムロッドのサイズ制御」(招待講演)

【ポスター】

◯尾形洋昭(1)，古川真(1)(2)(3)，高貝慶隆(1)(4)「ICP-MSによる放射性Srと放射性Iの2核種同時分析」

〇永作美有(1)､Willie L. Hinze(2) , 高貝慶隆(1)(3)「銀ナノ粒子のワンポット合成とミクロ相への高密度パッケージ」

そして、ポスター発表の２名は、ポスター賞を受賞しました！！

おめでとうございます＼(^o^)／

2017. 7月2日-3日、広野町中央体育館（福島県双葉郡広野町）及びいわきワシントンホテル（いわき市）で開催された第2回福島第一廃炉国際フォーラムに、大学院生4名、研究員1名、教員1名が参加しました。大学院生４名は、ポスター発表を行いました。

題名等は下記のとおりです。

・ C. Ito, T. Miyazaki, S. Wakaki, K. suzhiki, Y. Takagai, “Development of Quantitative Method for Strontium-90 Using Thermal Ionization Mass-Spectrometry”
・ M. Odashima, M. Furukawa, K. Suzuki, Y. Takagai, “ICP Mass-Spectrometric Analysis of Radioactive Strontium Without Calibration Curve”
・ H. Ogata, M. Furukawa, Y. Takagai, “Simultaneous Quantification Method for Radioactive Strontium and Radioactive Iodine in ICP-MS”
・M. Abe, M. Butsugan, S. Igarashi, Y. Takagai, “Development of Micro-Polymeric Remover for Uranium Ion”

第77回分析化学討論会が、5月27日（土）〜28日（日）龍谷大学(京都)において開催されました。

当研究室からは、研究員1名、大学院生2名、4年生1名が参加し、研究発表(一般講演１件，ポスター2件)を行いました。多くの研究者と意見交換等を行い、大変貴重な経験となりました。

タイトルは下記のとおりです。

・永作美有，Willie L. Hinze，高貝慶隆「曇点抽出法を利用する銀ナノ粒子のワンポット合成と両性イオン界面活性剤相への超高密度濃縮法の開発」

・尾形洋昭，古川真，高貝慶隆「スプリット流路を利用するカスケード型ICP-MS法による放射性ストロンチウムと放射性ヨウ素の同時定量分析」

・Ayala Alejandro, Yoshitaka Takagai「On-line solid-phase extraction for sequential determination of strontium and nickel by microwave plasma atomic emission spectrometry」

そして、大学院修士1年生の永作美有さんが、ポスター賞を受賞しました。

おめでとうございました！

29 年 3 月 6 日(月)～ 3 月 9 日（木）シカゴで開催されたPITTCON2017で研究成果発表を行いました。

高貝研究室からは、大学院生3名、4年生1名が発表しました。タイトルは下記のとおりです。

• T.Nakagawa, W. Hinze, Y. Takagai, “One-Pot Size-Controllable Synthesis with In Situ Preconcentration of Calcium Sulfate Nanorods via Use of Thermoresponsive Nonionic Surfactants”
• M.Abe, M. Butsugan, S. Igarashi, Y. Takagai, “Synthesis and Evaluation of Desferrioxamine B-Modified Acrylic Resins and Its Adsorbability of Uranium(VI) Ion”
• A.Endo, R. Miura, W. Hinze, Y. Takagai, “Utilization of Zwitterionic Thermoresponsive Surfactants for the Synthesis and In Situ Preconcentration of Monodispersed Spherical Gold Nanoparticles”
• M.Konnno, Y. Takagai, “Simple Radiometric Quantification for Strontium-90 Using Iron–Barium Coprecipitation Following Gross Beta Measurement and the Application to Sea Water Around Fukushima”

2017年３月7日に東京工業大学大岡山キャンパスにおいて、「次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス（NDEC-2）」
https://www.jst.go.jp/nuclear/training/training_ndec2.html
が開催されました。本研究室からは、伊藤千尋さん（M１）が「表面電離型質量分析計を用いる同位体希釈‐トータルエバポレーション法による微量ストロンチウムの精密定量法の開発」と題したポスター発表において、核種分析に関する研究部門で研究奨励賞を受賞し、さらに、最優秀ポスター部門賞でも表彰されました。

本当におめでとうございました。

2017年4月号の日本分析化学会「分析化学」誌に放射性ストロンチウム（Sr-90）の高周波誘導結合プラズマ質量分析（ICP-MS）に関する総合論文が掲載されました。

【著者/論文誌名】 高貝慶隆＊，古川真，亀尾裕，松枝誠，鈴木勝彦, 分析化学, 66, 223-231 (2017).

【タイトル】“多段濃縮分離機構を備えるICP-MSによる放射性ストロンチウム分析”.

【DOI】 https://doi.org/10.2116/bunsekikagaku.66.223　（⇒PDF別刷が無料でダウンロードできます）

【概要】この論文は，Sr-90を高周波誘導結合プラズマ質量分析計（ICP-MS）で分析する方法について概説した総合論文です．

放射性ストロンチウム（Sr-89やSr-90）は，α線やγ線をほとんど放出しないβ線放出核種であり，放射性セシウム等のγ線放出核種と比較して迅速に分析することが難しい核種です。この要因は，天然にある様々な核種から放射されるβ線のスペクトルが，それぞれ重りあってしまうため，どれがどの核種のスペクトルなのかの識別することができないためです。そのために煩雑な化学分離操作によってSr-90を単離して分析しています。これまで一般的な放射能分析法（ミルキング－低バックガスフローカウンター法）では，この化学分離の作業や効率的に分析するために必要な工程に多くの時間（2週間～1か月程度）を費やしてきました。

可能な限り早い廃炉の実現のためにも，迅速で精度の高いSr-90分析方法が求められてきました。私たちの研究グループでは，ICP-MSを用いた新しいSr-90分析法（＝カスケード型濃縮法を組み込んだオンライン濃縮-ICP-MS法）を発案・開発してきました。この総合論文では，東日本大震災に伴って生じた東京電力福島第一原子力発電所（1F）事故後の廃炉措置において活用させるため，事故から5年間で開発してきた基幹技術と複数の要素技術ついて総説しています。

現在，いくつかの要素技術を付帯したこの方法は，実際の1F廃炉現場（＝堰内雨水分析）において，Sr-90の検出下限値が0.056 ppq（0.28 Bq/L）で，1検体を20分程度で分析しています。また，この繰り返し分析精度（10 ppq（50Bq/L）でのn=10）は相対標準偏差2.9%を示しています。ここで解説した技術は，これまで放射能分析やICP-MS分析では達成できなかった問題を打開し，分析化学的にも新しい可能性があることを示していることを付記しています。

2017年3月号の日本分析化学会「分析化学誌」に放射性ストロンチウム分析の自動計測システムの補正法に関する論文(報文)が掲載されました。

【著者/論文誌名】 古川真，松枝誠，高貝慶隆, 分析化学, 66, 181-187.

【タイトル】“オンライン固相抽出／ICP-MSにおける放射性ストロンチウム分析のための内標準補正シグナル積算法の開発”.

【DOI】 https://doi.org/10.2116/bunsekikagaku.66.181　　（⇒論文のPDFが無料でダウンロードできます）

【概要】オンライン固相抽出-誘導結合プラズマ質量分析装置（ICP-MS）は，放射性ストロンチウム（Sr-90）を迅速に分析できる手法です。これは，福島第一原子力発電所の廃炉措置に関する分析業務でも活用されています。このICP-MSは，単独で使用するよりも，オンライン固相抽出という分析感度を向上させる機構を併用することで，非常に低濃度レベルまでSr-90を正確に分析することができます。しかし，試料によっては、Sr-90と共に濃縮された共存物質が溶出し，その濃度が非常に高濃度であると，プラズマに導入されたときにシグナルが減少（減感）して，分析値に狂いが生じる可能性があります。

今回，この問題を解決するために，新しい補正法を開発しました。内標準物質というSrとは関係ない元素を利用して補正する手法とシグナル積算法という計算方法を利用した「内標準補正シグナル積算法(ISCSI)」を開発しました。この方法は，クロマトグラム状のカラム濃縮・溶離ピークと，オンラインで添加された内標準元素の連続シグナルを同時に計測します。これによって得られたシグナルを逐次，補正してピーク面積として得る手法です。本論文では，一例として，Sr-90分析へと適用し，共存元素濃度が比較的高い環境試料水にSr-90の添加回収試験を実施しました。本法を使用しない場合は，添加量に対し87%の分析値として得られましたが，本法を使用することで103%に補正できました。また，0.4～2.0 ppq（2～10 Bq/L）のSr-90溶液50mLにおける繰り返し測定（n=10）ではRSD 5.2～12.6%と高い再現性を示し，良好な結果を得られることがわかりました。

国家資格である「第二種放射線取扱主任者」に高貝研究室のメンバー7名が合格しました。

「放射線取扱主任者」とは，放射線障害の防止を監督する者のことで，国家資格に位置付けられます。資格は第1～3種があり，第1種と第2種には国家試験があります。第２種試験は，同年8/26(金)に実施され，当研究室からも（第58回，仙台会場で）受験しました。

(公)原子力安全技術センターより，合格者情報の公開，ならびに，試験問題と正答の掲載がありました。

その情報によると，受験者2,623名，合格者 801名，合格率 30.5%　のようでした。2016年10月24日に合格者の発表があり，合格証が手元に届きました。

。

平成28年11月7日（月）に日本原子力研究開発機構（JAEA）廃炉国際共同研究センターの主催で開催された国際カンファレンス「事故廃棄物の安全管理に関する研究カンファレンス(RCWM2016)」
（開催場所：いわき産業創造館（LATOV）６F　企画展示ホール）において，高貝が招待講演者として発表しました．

発表者：　Yoshitaka Takagai, Makoto Furukawa, Yutaka Kameo, Katz Suzuki,

タイトル：　”Rapid analysis of Sr-90″.

ホームページ：　https://fukushima.jaea.go.jp/initiatives/cat05/RCWM2016.html

平成28年11月2日（水）〜5日（土）に開催された、国際学術会議「第12回日韓材料界面シンポジウム」において招待講演を行いました。

シンポジウムでは、Y.Takagai　「Smart Condensation of Spherical Gold Nanoparticles in Surfactant-Rich Medium」の発表を行いました。

https://www.cheme.kyoto-u.ac.jp/2koza/jksm2016/index.html

平成28年10月22日（土）に高貝研究室のメンバーで，郡山のふれあい科学館にて，小学生を対象に科学実験講座を行いました。

講座内容は「色を取り出し、光をつくる！？」ということで，紫キャベツから色素を取り出し，身近にある洗剤やレモン汁などを使ったpH変化による色の変化みる実験と、いろいろな色素の溶液にブラックライトを当てて溶液を光らせる実験を行いました。

それぞれに、身近にある溶液が中性、酸性、アルカリ性のどの種類になるのか予想を立てて実験を進めて行く様子は、科学の探究心に触れてもらえるいい機会だったのではないでしょうか。小学生なとが科学に触れる機会を増やせるこの活動に、今後とも協力して行きたいです。

Springer社「Environmental Chemistry Letters誌」に五色沼に存在するユニークな形状の天然ナノ粒子についての論文がオンライン掲載されました。

【著者/論文誌名】 Y. Takagai, R. Abe, A, Endo, A. Yokoyama, M. Konno, Environmental Chemistry Letters, 14(4), 565-569 (2016).

【タイトル】“Unique aluminosilicate-based natural nanoparticles in the volcanogenic Goshiki-numa pond”.

【DOI】 DOI: 10.1007/s10311-016-0592-0

五色沼湖沼群は，湖面が様々な色調を呈し，風光明媚な場所であることから福島県を代表する景勝地として知られています。五色沼湖沼群は湖沼ごとに，青色，赤色，緑色など独特の色彩が観察されます。その中でも，独特の美しい青色に呈する要因は，長年，観光客だけでなく多くの人々の興味の対象でした。これらの湖沼（毘沙門沼，青沼，弁天沼，るり沼）は，日中が最も鮮やかに見えること，また水中に銅イオンや青色色
素が溶解していないことから，青く見える要因は湖沼中のコロイド粒子による光の散乱と考えられてきました。これまで，この微粒子をアロフェンと指摘されてきましたが，五色沼湖沼群で微粒子がどのような粒子径，及び，形態で存在しているのか，さらに，散乱に寄与しているかに関しては示されていませんでした。

本研究では，五色沼湖沼群を採水して，特徴的なナノ微粒子を発見（採取）し，その粒子形状やその元素組成ついて様々な分析装置を使用して調査しました。

今回の研究で，この湖水に含まれる微粒子は，形状が円筒状で，外径が約40 nm，長さ約70 nm，円筒の中心に孔径30 nmの細孔を有する微粒子であることがわかりました。

また．非結晶性を示すケイ酸アルミニウムで構成される微粒子で，アルミニウムとケイ素の比が2:1でした。ケイ酸アルミニウム微粒子では，イモゴライトやアロフェン，ハロイサイトなどの天然化合物が知られているが，いずれも粘土質に含まれるものでした。今回，初めて，水中に浮遊するコロイド上のナノ微粒子の形状や大きさ，X線回折パターン，赤外線吸収スペクトルなどより，この化合物は異なる新しい種類の微粒子である可能性があることが分かりました。