環境中の放射能を監視することで、国民の安心と安全を支える - 公益財団法人 日本分析センター

カルシウムと化学的性質が類似するストロンチウムは、人体に摂取されると、カルシウムと共に骨に取り込まれます。ストロンチウムの放射性同位体であるストロンチウム90は、体内に取り込まれるとベータ粒子(放射線の一種：β線)を放出し続けることとなり、結果これが骨腫瘍といった疾患の原因となることが分かっています。

伴場氏と日比野氏が所属するα線・β線解析グループは、このストロンチウム90のほか、トリチウム、炭素14、ヨウ素129、プロトニウム、ウラン、トリウム、ポロニウムなど、化学分析や分離精製を伴うα線やβ線を放出する核種の分析をメインで担当するグループです。

伴場氏は、同グループが進める放射能分析の重要性について、次のように説明します。

「1940〜50年代に行なわれた大気圏内核実験により、ストロンチウム90などの核分裂生成物が環境中に放出され、地球上のいたるところに降下しました。1963年に、地下を除く環境における核実験を禁止する部分的核実験禁止条約が締結されてからは、環境中のストロンチウム90の濃度は徐々に下がりつつあります。しかし、ストロンチウム90の半減期(放射性同位体が、原子数の半数が別の核種に変化するまでにかかる時間)は約30年であるため、その影響はすぐになくなるわけではありません。そこで、国により環境放射能調査観測網が整備され、放射能分析が拡充強化されることになったのです。こうした放射性同位体の情報は、どうしても煽動的に世の中に報じられるものです。我々の仕事は、そうした注意の喚起だけでなく、正しい情報を世の中に提供することで皆様に安心をお伝えすることにもあると考えています。」(伴場氏)

日本分析センターでは、この環境放射能調査観測網を、大気圏内核実験で環境中に放出された核分裂生成物の濃度水準を把握するものと位置付けています。現在は、全国の環境中の放射能の水準を把握することにより、万が一の原子力関連事故や海外からの影響による放射能水準の上昇とその影響を判断できるよう備えているのです。

「日々の放射能水準調査によって得られたデータは、原子力関連事故などが起こった際、その場所にもともとどういった放射性核種があったのかを把握するためのバックグラウンドのデータになります。たとえば福島第一原子力発電所事故では、ストロンチウム90が環境中に放出され、一時的に放射能濃度が高くなったものの、影響の範囲は限定的であったことが、バックグラウンド調査を行っていたからこそわかったのです。」(伴場氏)

日本分析センターでは主に、都道府県や市町村などの各自治体や電力会社から依頼を受け、これらの組織が採取した試料に関する分析を行っています。試料は海水や飲料水、河底土や海底土といった土壌、大気浮遊塵、肉や魚などの食品と、多岐にわたります。集められた試料は、ストロンチウム90から発生するβ線を測定することとなりますが、そこで留意せねばならない事項に「透過性」があります。

ストロンチウム90などから放出されるβ線は、薄いアルミ板やアクリルで遮へいできるほどに、物質に対する透過能力が微弱です。そのため、β線放出核種の場合、沈殿法やイオン交換法などの化学分析により、他のマトリクスより分離してから測定する必要があります。たとえばストロンチウム90を測定する場合、灰化した試料を酸に溶かして溶液とした後、沈殿やイオン交換などによってカルシウムや鉄などの元素を取り除き、ストロンチウムのみとなった検体からβ線を測定することになります。

しかし、化学分析ではどうしても分離途中でロスが生じてしまうため、ストロンチウムの回収率は100%とはなりません。そのため、分析前に、試料にもともと含まれるストロンチウムの量をICP-OES(誘導結合プラズマ発光分光分析装置)で測定しておきます。この値と、化学分離後に再度ICP-OESで測定した値から、ストロンチウムの回収率を求めます。この回収率を使って、β線測定装置で測定したストロンチウム90の濃度を補正することで、正確なストロンチウム90の濃度を導き出すことができるのです。

アジレントの5110 ICP-OESと700シリーズの2台体制で、先のストロンチウム90の分析を行っています。最新版である5110 ICP-OESは、測定時間の速さや低ランニングコストを特長に持つ製品です。

同製品を日々利用しているという日比野氏は、その扱いやすさについて高く評価します。

「メンテナンスのしやすさとソフトウェアの扱いやすさには、非常に助かっています。ICP-OESを扱い始めた1年前は、分析機器自体に不慣れだったのですが、それでもネブライザやトーチを簡単に取り外しができたため、これは大きな優位性だと思います。ソフトウェアも、表計算ソフトを扱っているような感覚で直感的に操作可能です。、ワークシートの条件設定欄が洗練されていて、メソッドの設定変更がわかりやすいと感じています。」(日比野氏)