(57)【要約】【課題】乾留炭化物と金属リチウムの真空加熱反応により、リチウムカーバイドを調製し、引き続きアセチレンガスを生成する化学処理工程において、リチウムカーバイドの収率向上と操作時間短縮が課題であった。【解決手段】乾留炭化試料中の全炭素量に対して、化学量論的に必要な重量の２〜４倍の金属リチウムを投入することにより、乾留炭化試料中の炭素以外の不純物元素との反応での消耗および操作中の蒸発・散逸による消耗をカバーし、リチウムカーバイドを調製する方法。および、この方法を実施するための反応管を迅速に着脱出来る構造のリチウムカーバイド・アセチレン調製装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾留炭化物と金属リチウムを真空中で加熱してリチウムカーバイド（Ｌｉ２Ｃ２）を調製する化学操作において、乾留炭化物中の全炭素重量に対して、化学量論から定まる以上の金属リチウムを投入することを特徴とする炭素１４測定試料の調製方法と装置。
【請求項２】
投入する金属リチウム重量は乾留炭化物中の全炭素重量により化学量論から定まる金属リチウム重量の２〜４倍であることを特徴とする請求項１の炭素１４測定試料の調製方法。
【請求項３】
リチウムカーバイド・アセチレン調製系と、それに接続するアセチレン収集・ベンゼン合成系とを迅速に着脱できることを特徴とする請求項１の炭素１４測定試料の調製装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は液体シンチレーション計数装置による木片、炭化物等試料中の炭素１４（以後１４Ｃで表す）濃度測定に対応する、化学処理法とそれを実現するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】１４Ｃ濃度測定を液体シンチレーション計数法で行う場合、試料を化学処理によってリチウムカーバイドを経由し、ベンゼンに変換する調製工程を採ることが多い。その場合、試料の乾留炭化から燃焼、炭酸塩化、炭酸ガス発生、リチウムカーバイド、アセチレンそしてベンゼン調製までの化学処理工程からなる。これらの工程のうち燃焼は試料から炭素のみを抽出するための工程であり、炭酸塩化は抽出炭素を一時保存するための工程。また、ベンゼンは常温で液体であり、その分子量に占める炭素重量が多く、液体シンチレーション計数法の測定に適しているため用いられる。（例えば、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、図２参照）【０００３】前述した化学処理工程のうち、燃焼、炭酸塩化、炭酸ガス発生工程を省略して乾留炭化物を金属リチウムと真空中、高温で直接反応させてリチウムカーバイドを得る方法も行われている。（例えば、非特許文献４、非特許文献５、図３参照）【０００４】
【非特許文献１】富樫茂子、松本英二：地質調査所月報，３４，５１３−５２７（１９８３）
【非特許文献２】科学技術庁：“放射性炭素分析法”，４４−６３（１９９３）
【非特許文献３】磯貝啓介：日本分析センター広報，２４，５６−６２（１９９４）
【非特許文献４】村中  健、本田和也：ＲＡＤＩＯＩＳＯＴＯＰＥＳ，４７，２１２−２１５（１９９８）
【非特許文献５】ＶＡＤＩＭ  Ｖ．ＳＫＲＩＰＫＩＮ  ａｎｄ  ＮＩＫＯＲＡＩ  Ｎ．ＫＯＶＡＬＩＵＫＨ：ＲＡＤＩＯＣＡＲＢＯＮ，Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．１，２１１−２１４（１９９８）
【発明の開示】
【発明が開示しようとする課題】
【０００５】乾留炭化物とリチウム金属から真空加熱反応によりリチウムカーバイドを生成する場合、操作時間の短縮とリチウムカーバイドの収率向上とが課題である。
【０００６】操作時間の短縮と収率向上という課題に対処するために構造が単純で、調製操作の容易な装置が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】リチウムカーバイドを生成する反応式は
【化１】
２Ｃ＋２Ｌｉ→Ｃ２Ｈ２であり、炭素重量が決まれば化学量論的に必要なリチウム重量が決まる。しかし、実際には乾留炭化物は炭素のみではなく、水素、窒素、酸素を有機物の形で含んでおり、このような不純物元素と金属リチウムとの反応を考慮する必要があり、また、調製操作中のリチウム金属の蒸発・散逸による消耗を考慮することも必要である。そこで、乾留炭化試料が全量炭素としてリチウムカーバイド生成反応の化学量論から求まる金属リチウム重量の２〜４倍投入する。
【０００８】リチウムカーバイド・アセチレン調製系と真空排気系を軟体製ホース、金属ベローズなどで接続し、容易に着脱が可能な構造とする。
【発明の効果】
【０００９】乾留炭化試料が全量炭素であるとしてリチウムカーバイド生成反応の化学量論から求まる金属リチウム重量の２〜４倍を投入することにより、試料ごとに最適乾留条件を調査することなく、反応温度、反応時間を一律に設定してリチウムカーバイドの生成収率を向上できる効果がある。
【００１０】反応管の迅速脱着可能構造により試料化学処理能率を向上する効果がある。
【実施例】
【００１１】図１にリチウムカーバイドおよびアセチレン調製装置１を示す。リチウムカーバイド反応管２上部に、アセチレン収集・ベンゼン合成系１３への接続配管、真空計１１およびトリチウムフリー水１２との接続配管が配置された反応管蓋３が配置されている。【００１２】以下にリチウムカーバイド・アセチレン調製装置の操作方法を示す。リチウムカーバイドの調製は反応管２に乾留炭化試料４と金属リチウムロッド５を詰め込み、金属リチウムの融点１８０℃以下で、真空排気しながら１時間以上、乾留炭化試料の脱ガスをおこない、その後、バルブ７、８を閉じて８００℃で２〜３時間保持する。【００１３】その後、電気炉６を取り外し、空冷して反応管２の温度を下げ、トリチウムフリー水１２を真空計１１で滴下量をモニターしながら、始めは少なく、次第に滴下量を増やし、アセチレンの発生を行い、発生したアセチレンはその都度、アセチレン収集・ベンゼン合成系１３に送られる。【００１４】アセチレンの発生操作が終了したらバルブ９を閉じ、軟体製ホース１０をはずしてリチウムカーバイド・アセチレン調整装置１をアセチレン収集・ベンゼン合成系１３から切り離し、さらに反応管２と反応管蓋３部分を分離して各部分のクリーニングをおこなう。クリーニング作業は毎回必要なのでリウムカーバイド・アセチレン調製装置を迅速に着脱できる構造とした。【００１５】
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セチレン生成収率は平均して５２．５％であり、収率の低い原因は乾留炭化物が炭素以外の有機物を含むためと推定した。（非特許文献４）【００１６】この実施例の場合、乾留炭化試料重量４．８ｇ、金属リチウム１０ｇであり、
【化１】
から乾留炭化試料４．８ｇが炭素のみとすると、化学量論的に必要な金属リチウム重量は、２．８ｇとなり、投入量はその３．６倍であった。
【産業上の利用可能性】自動車排ガス中の炭酸ガスは１４Ｃを含まない。そのため、車道近傍に生育して自動車排ガスの影響を受けている植物は１４Ｃ濃度が低いことが想定され、植物中の１４Ｃ濃度は自動車排ガスの環境影響を示す指標として有効である。また、産業廃棄物投棄現場付近の環境指標となる可能性もある。したがって、今後、１４Ｃ濃度測定の機会は増加すると考えられ、本調製方法が利用される可能性は大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】リチウムカーバイド・アセチレン調製装置
【図２】燃焼、炭酸塩化工程を含むリチウム−ベンゼン法のブロック図
【図３】乾留炭化物と金属リチウムの直接反応によるリチウム−ベンゼン法のブロック図
【符号の説明】
図１について
１はリチウムカーバイド・アセチレン調製装置
２は反応管
３は反応管の蓋
４は乾留炭化試料
５は金属リチウム
６は電気炉
７〜９はバルブ
１０は軟体製ホース
１１は真空計
１２はトリチウムフリー水
１３はアセチレン収集・ベンゼン合成系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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