8-3　廃棄物の放射能確認を迅速化する新規分析法の開発

−低レベル放射性廃棄物中の^242mAm測定法の開発−

低レベル放射性廃棄物（LLW）を処分するためには、LLWに含まれる放射性核種の濃度評価が必要です。評価対象核種の中には測定が難しい核種があり、アメリシウム242m（^242mAm）もその一つです。^242mAmの測定法として、表面電離型質量分析装置（TIMS）を用いた測定法と、^242mAmの子孫核種である²⁴²Amがβ壊変することで生成するキュリウム242（²⁴²Cm）のα線を測定する手法（²⁴²Cm測定法）があります。TIMS測定法では測定時間は短いのですが、²⁴²Cm測定法よりも多量の試料が必要です。一方、²⁴²Cm測定法では少量の試料で定量可能ですが、定量に数ヶ月を要します。また、いずれの測定法でもAmとCmの精密な化学分離が必要です。

そこで、新規測定法として^242mAmの子孫核種である²⁴²Amのβ線測定により^242mAmを定量する手法を開発しました。²⁴²Amのβ線測定のためには、LLWに含まれるほかのβ線放出核種の化学分離が必須です。そのため、図8-9に示すようなシステムを用い、抽出クロマトグラフィーによる分離を実施しました。はじめに、超ウラン元素の選択的分離が可能なTRUレジン（Eichrom Technologies社製）により三価のアクチノイド（An³⁺）とランタノイド（Ln³⁺）をLLWの主な元素などから粗分離したあと、TEVA^®レジン（Eichrom Technologies社製）により化学的性質が類似し、β線を放出するLn³⁺とAn³⁺を分離しました。このAn³⁺フラクションにはCmも含まれますが、LLWに含まれるCmにはβ線放出核種が存在しないため、β線測定での影響は無視できます。しかし、^242mAmと同じ元素である²⁴³Amの子孫核種のネプツニウム239（²³⁹Np）がβ線を放出するため、その影響を見積もる必要があります。そこで、図8-10に示すように、²⁴³Amの標準線源を作製して²³⁹Npのβ線スペクトルを取得し、An³⁺フラクションのβ線スペクトルから差し引くことで²⁴²Amの放射能量を算出しました。その定量結果を²⁴²Cm測定法による定量結果と比較することにより、新規分析法が妥当であることを確認しました。

新規分析法では、簡易な化学操作で定量可能です。必要な試料はTIMS測定法より少量であり、定量に要する時間を²⁴²Cm測定法と比べ数ヶ月から約2週間に短縮することができました。

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