放射化学ニュース 第6号

日本放射化学会

2002 年 6 月

放射化学ニュース第 6号
平成 14 年（2002 年）6 月 28 日

目 次

特集（日本放射化学会学会賞受賞者による解説）
核壊変に伴う化学的後遺効果（ホットアトム効果）の発光メスバウアー分光学的研究（木村賞（平成 13 年度）佐野博敏）……………

1

中高エネルギー光核反応の放射化学的研究−核破砕ならびに核分裂反応の核反跳法による動力学的研究−（奨励賞（平成 13 年度）羽場宏光）…………… 10
解説
Some Current Achievements of Radiochemistry in China（Zhifang Chai, Wenxin Li, Yuanfang Liu, Shanggeng Luo, Zhi Qin, Xiangyun Wang, and Yongjun Zhu）…… 16
歴史と教育
超ウラン元素物語（Ⅰ）−バークレーの独壇場−（馬場宏）……………………………………… 25

放射化学討論会ニュース
2002 日本放射化学会年会・第 46 回放射化学討論会予告（大西俊之） ……………………………… 28
施設だより
東北大学金属材料研究所附属材料試験炉利用施設（鈴木吉光、三頭聰明）………………………… 29

研究集会だより
1．第 3 回「環境放射能」研究会（沖雄一） ………………………………………………………… 31

2．4th International Conference on Isotopes（4ICI）（柴田誠一） …………………………………… 31
3．14th Radiochemical Conference（Radchem 2002）に参加して（横山明彦）……………………… 32
4．第 6 回トリチウム科学技術国際会議（Tritium 2001）（奥野健二）………………………………… 33

関連学協会・研究会から
日本放射線安全管理学会の設立と展望（西澤邦秀）…………………………………………………… 35
情報プラザ
1．学術的会合（国内会議）……………………………………………………………………………… 37
2．学術的会合（国際会議）……………………………………………………………………………… 38
3．情報をお寄せ下さい（編集委員会）………………………………………………………………… 38
学位論文要録 ………………………………………………………………………………………………… 39
本だな
実用γ線計測ハンドブック（酒井陽一）………………………………………………………………… 46
学会だより
1．日本放射化学会第 10 回理事会報告 ………………………………………………………………… 47
2．日本放射化学会第 11 回理事会報告 ………………………………………………………………… 48
3．会員動向（平成 14 年 1 月〜 5 月） …………………………………………………………………… 48
4．日本放射化学会入会勧誘のお願い…………………………………………………………………… 49
5．オンラインジャーナルとホームページの運営について…………………………………………… 51
6．Journal of Nuclear and Radiochemical Science（日本放射化学会誌）への投稿について ……… 51
2002 日本放射化学会年会・第 46 回放射化学討論会プログラム ……………………………………… 52

放射化学ニュース

特集

第６号

2002

日本放射化学会学会賞受賞者による解説

核壊変に伴う化学的後遺効果（ホットアトム効果）の発光メスバウアー分光学的研究
木村賞（平成 13 年度）

佐野博敏（大妻女子大学）

発光メスバウアー分光法は、核変換に伴う化学的後遺過程を非破壊的に観察できるため、ホット
アトム化学の有力な研究手法の一つとされる。一連の化合物を対象に系統的に展開された吸光メ
スバウアー分光学的研究と、それらに関連する 57Co 標識化合物の発光メスバウアー分光学による、
1）核変換で生ずる後遺効果の及ぶ範囲、2）その領域で生ずる化学種、3）後遺効果における化学状態の復元についての実験的証明に関する、著者の一連の研究について解説する。
発光メスバウアー分光法では、標準吸収体を用

囲、2）その領域で生ずる化学種、および 3）後いて種々の化合物を線源として用いるので、メス遺効果で当初の化学状態の復元、について実験的

バウアー励起核を与える核変換に伴う化学的後遺に証明した結果を述べる。実験方法や条件はそれ過程を非破壊的に観察できる特色があり、いわゆ

ぞれの原報を参照して戴きたい。

るホットアトム化学の研究に重要な手段となる。
メスバウアー効果の発見後、57Co を標識したアセ

1．核変換で生ずる後遺効果の及ぶ範囲

57
チルアセトンコバルト (Ⅲ) において生成する Fe57
図 2 は Co 標識コバルト (Ⅲ) 錯体の発光メスバが Fe (Ⅱ) の状態を示す報告がされ、その後核変

ウアースペクトルの典型例である。これらの錯体換の後遺過程で化学量論的絶縁性物質におけるいのうちで、トリスオキザラトコバルト (Ⅲ) はわゆる異常な原子価状態や化学状態の研究がさ85 ％におよぶ 57Fe が Fe (Ⅱ) の状態にあることがれ、また他のメスバウアー核種についても報告さそのピーク成分の面積比から見積もられる。これれてきた。

は壊変核の第 1 配位圏にあるシュウ酸配位子の還最も代表的なメスバウアー核である 57Fe は図 1のように 57Co の EC 壊変と γ 壊変で第 1 励起準位に元作用と考えられるが、ヘキサアンミンコバルト(Ⅲ) シュウ酸塩、ヘキサアンミンコバルト (Ⅲ) ト

57

到達するが、このとき Fe 核は、オージェ効果でリスオキザラト鉄酸 (Ⅲ) 塩やヘキサアンミンコバ

初期には 10+ 以上、メスバウアー励起準位の平均

ルト (Ⅲ) トリスオキザラトクロム酸 (Ⅲ) 塩のよう寿命程度においては 4 〜 5+ の電荷を帯び、中性に、壊変核の第 2 配位圏にシュウ酸配位子をもつ

微子、光子、静電反発などで最大約 6eV の反跳エ

場合にも多くの 57Fe が Fe (Ⅱ) の状態に見出されネルギーが与えられるなどと推測されている 1）。

る 2）。

ここでは、1）核変換で生ずる後遺効果の及ぶ範

図1

図2

57

Co の壊変図式

157

Co 標識コバルト (Ⅲ) 錯体の発光メスバウアー
スペクトル放射化学ニュース

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2002

このことは第 2 配位圏のシュウ酸配位子も生成

これらの結果は、模式的に図４に示した第１配するメスバウアー核原子の化学的状態に大きく関位圏の化学種のみならず、第２配位圏のシュウ酸与していることを示している。類似の傾向は図 3イオンなどの放射線化学的な分解が次のような二に示すように、通常の放射化学的破壊分析で得ら

酸化炭素ラジカルの生成を経て進行し、その結果59

れた一連のコバルト (Ⅲ) 錯体における Co (n, γ )60生ずる電子により壊変原子に与えての還元状態が60

Co 反応後の Co (Ⅱ) の収量でも見出されている生成するとして説明される。

ことは興味深い 3）。またコバルト (Ⅲ) 錯体の γ 線

O−

照射における G (CoⅡ) 値においても同様な結果がC得られている 4）。

O

O−

O
C

2CO2 + 2e −

2・C
O−

O

この仮説の証明には、壊変原子の近傍におけるラジカル生成を実験的に確かめることが必要となる。すでに示したコバルト (Ⅲ) 錯体におけるコバ
ルト原子はいずれも低スピン反磁性状態であるにもかかわらず、これらの発光メスバウアースペク
トルには磁気分裂成分を示さないが、この事実がラジカル生成の実証になることを次に述べる。
2．核壊変領域で生ずるラジカル化学種
EC 壊変で生成した 57Fe 原子が高スピン常磁性の Fe (Ⅱ) あるいは Fe (Ⅲ) の状態であれば、その電子の作る磁場に 57Fe 核は置かれている。一般に常磁性の鉄化合物が吸収メスバウアースペクト
ルで磁気分裂を示さないのは、鉄原子の電子の作
図3

る磁場が近隣鉄原子の電子の磁場と協同的な相互

57

Co の EC 壊変での 57 Fe (Ⅱ) 収率と 59 Co (n, γ)60Co 反応における 60Co (Ⅱ) の収率の相関性作用をして磁場の方向を速やかに変動させ、原子核のラーモア歳差運動周期の間には平均化して磁場をゼロにしているからである。したがって、図5 に模式的に示したように近隣に常磁性化学種が存在しない場合や、液体ヘリウム温度のような

図457

図 5 反磁性物質内に孤立した常磁性化学種の磁気的環境模式図

Co 標識コバルト (Ⅲ) 錯体における配位環境の模式図2

放射化学ニュース

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2002

相互作用が抑制される低温では磁気分裂が認め

標識ジベンゾイルメタンコバルト (Ⅲ) ならびにそられる。

れを 2 メチル四ヒドロフランに溶解分散した発光

この状況を実験的に示した例が、図 6 の常磁性

メスバウアースペクトルの変化を図8に示した。
57

化合物であるアセチルアセトン鉄 (Ⅲ) 錯体を約3％Co標識アセチルアセトンコバルト (Ⅲ) をポリ

57

含む反磁性のアセチルアセトンコバルト (Ⅲ) の Fe

スチレンに溶解分散した場合に見られる磁気分裂の吸収メスバウアースペクトルである。均一な固ウイングは共存する常磁性化学種の希釈の効果と溶体は両者のベンゼン溶液の凍結乾燥で容易に得ポリスチレンの芳香環によるラジカルクェンチン

られ、粉末 X 線回折像が両者の混合物回折像ではグ効果が考えられるが、シュウ酸の添加でウイン

なくホストの回折像を示すことで確かめられる。

グが著しく減少することから後者の影響が大きい

スペクトル上には液体窒素温度やドライアイス

ことがわかる。また、57Co 標識ジベンゾイルメタ

温度でも著しい磁気分裂ピークのウイングが認め

ンコバルト (Ⅲ) におけるウイングはこの錯体の大られるが、この場合よりもはるかに低い濃度でし

きい分子サイズによる希釈効果と、ベンゾイル基か 57Fe が存在しないはずの 57Co 標識アセチルアセのラジカルクェンチング効果がやはり考えられる

トンコバルト (Ⅲ) においては磁気分裂が全く認めが、それを 2 メチル四ヒドロフランに溶解分散した5）

られない 。この結果は、EC 壊変により生成す57

る Fe 核の近傍に常磁性であるラジカル化学種や常磁性のコバルト原子が壊変の後遺効果により生成していて、図 7 の模式図のように近隣に分布しているとすれば説明できる。
この解釈をさらに確実にするために、57Co 標識
アセチルアセトンコバルト (Ⅲ) をポリスチレンに溶解分散した場合の発光メスバウアースペクトル、
57

さらにそれにシュウ酸を加えた場合の結果と、 Co

図6

反磁性 Co (acac) 3 中に分散された Fe (acac) 3 の吸光メスバウアースペクトルと 57Co 標識 Co (acac) 3の発光メスバウアースペクトル3

図7

常磁性化学種の分布する環境にある常磁性 57Fe
原子の模式図図857

Co 標識 Co (acac) 3 を、a) ポリスチレンに分散し、さらに b) シュウ酸を加えた場合、および 57Co 標
識 Co (dbm) 3 を、c) 2 メチル四ヒドロフランに分散した場合、の発光メスバウアースペクトルの変化放射化学ニュース

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2002

57

Fe 核よりも無反跳分率が大きく変位し難いこと

場合に磁気分裂ウイングが消失することから、周6）辺のラジカル生成が上回ったとして説明される 。

がわかる 7）。これは生成した 57Fe 核がポリマー結

これら全ての事実は後遺効果においてのラジカル合あるいはポリマー結合格子の間隙に少なくとも生成を実証するものである。

部分的に保持されていると解釈される。図 10 は α-

3．後遺効果における化学状態の復元

57

Co (py) 2Cl2 と同形のポリマー Fe (py) 2Cl2 における
Fe 核の平均自乗変位の温度変化を吸光メスバウ

EC 壊変で生成する核の周辺では、壊変の後遺

アースペクトルから求めた結果である 8）。その温効果により放射線化学的な分解を伴うことが明ら

度依存性が小さいのは吸収体の試料厚みの影響をかにされた。発光メスバウアースペクトル上では、除くために特に低温では薄い試料を用いたが、な生成核が壊変前の化学状態に相当する環境にある

お厚みの効果があるためか、ああるいは α-Co (py)と認められる異性体化学シフトや四極子分裂など

2Cl2 の場合にはを示すことが多いが、壊変後にも壊変前の化学的拘束されているとは限らないためか、と考えられる。

環境に留まるか、あるいは復元する可能性は残さ

この点をさらに明らかにするために、分子内でれているのであろうか。この解答を異性体化学シ

平均原子価を示す脂肪酸三核鉄錯体について調べ

フトや四極子分裂などの値だけから導き出すにはた結果を紹介する。酸素原子と脂肪酸を架橋配位限界がある。異性体化学シフトや四極子分裂など子とする三核鉄錯体には多くのものがあり、図 11

57

Fe 核がポリマー結合にすべてがのほかに、スペクトル線の強度から求められる無反跳分率を加えた検討と、分子内の原子価平均化
現象を併せて検討した結果を紹介しよう。
Co (py) 2Cl2 および Fe (py) 2Cl2 には、ピリジン pyと塩化物イオン Cl−が中心金属原子に四面体状に４配位したモノマー異性体と、架橋配位子として−の塩化物イオン Cl と非架橋配位子ピリジンが八面体状に６配位してできるポリマー異性体がある。
モノマーである青色の 57Co 標識 β-Co (py) 2Cl2 およびポリマーの 57Co 標識 α-Co (py) 2Cl2 での 57Fe 核無図 10ポリマー Fe (py) 2Cl2 における 57Fe 原子、および 57Co 標識ポリマー α -Co (py) 2Cl2 の生成 57Fe
原子の無反跳分率の比較

図 11

脂肪酸三核鉄 (Ⅱ,Ⅲ) 錯体 [Fe Ⅱ 2 Fe Ⅲ O (CH 3 − n
CO 2 ) 6 L 3 ] の基本的分子構造

反跳分率とそれから得られる 57Fe 核の平均自乗変
位の温度変化をこれらの発光メスバウアースペク
トルから求めると図 9 のようになる。ポリマー異性体で生成した 57Fe 核はモノマー異性体で生じた

図957

Co 標識ポリマー α -Co (py) 2Cl2 および 57Co 標識
モノマー β -Co (py) 2Cl2 における生成 57Fe 原子の無反跳分率と平均自乗変位4放射化学ニュース

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にその基本分子構造を示した。それらのいくつか識したコバルト化合物について発光メスバウアー

は温度によって中間の平均原子価状態に相当する

スペクトルを観測し、相当する同形の Fe (Ⅱ) Fe

原子価非局在状態を示す。この Fe (Ⅱ)、Fe (Ⅲ) 原(Ⅲ) 三核錯体と比較し 57Fe 核の原子価状態の温度

子は同じ配位子については、粉末Ｘ線回折像から依存性を調べた 9）。
図 12 は Fe (Ⅱ) Fe (Ⅲ) 酢酸ピリジン三核錯体

Co (Ⅱ)、Cr (Ⅲ) 原子と置き換えても同形であるこ57[Fe Ⅱ 2Fe Ⅲ O (CH3CO2) 6 (py) 3] の吸光メスバウアーとが知られている。そこで Fe (Ⅱ) 原子を Co 標

スペクトルの温度依存性であるが、低温でFe (Ⅱ)、Fe (Ⅲ) の原子価状態が原子数比に応じた 2 ： 1 の強度で認められるが、高温になると両ピークは次第に合体し、ついには両者の平均した原子価状態に相当する単一四極分裂ピークを示すようになる。
これに相当する 57Co 標識 [Co Ⅱ 2Fe Ⅲ O (CH3CO2)
6 (py) 3 ] の発光メスバウアースペクトルでは、図 13に示すように、一般に化合物の発光メスバウアー
スペクトルで見られるように広い線幅を示すが、これは部分的には核壊変に伴う状態の乱れと、核のラーモア歳差運動やメスバウアー核の励起状態よりもやや長い周辺の化学状態の寿命に起因すると考えられる。
しかしそれでも低温では Fe (Ⅱ) と Fe (Ⅲ) によるピーク成分が見出され、温度上昇に伴い両成分が合体するが、これは同じ配位子の相当する鉄三図 12核錯体の吸光メスバウアースペクトルの温度変化

酢酸三核鉄 (Ⅱ,Ⅲ) ピリジン錯体の吸光メスバ
ウアースペクトルと同様である。
ピリジンの代わりに水を配位子とする鉄錯体の吸光および発光メスバウアースペクトルの間においては、ピリジン錯体よりやや大きい四極分裂を示すが、やはり図 14 に示すように、互いに類似

図 14
図 13

57

Co 標識酢酸三核コバルト (Ⅱ) 鉄 (Ⅲ) ピリジ
ン錯体の発光メスバウアースペクトル5

酢酸三核鉄 (Ⅱ,Ⅲ) 水錯体の吸光メスバウアー
スペクトル（左）、および 57Co 標識酢酸三核コ
バルト (Ⅱ) 鉄 (Ⅲ) 水錯体の発光メスバウアー
スペクトル（右）放射化学ニュースの温度依存性が見られ、Fe (Ⅱ) と Fe (Ⅲ) 状態は

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2002

ルも比較のために示した。

高温では平均原子価状態に変化していく。

メスバウアー励起核の寿命より遙かに短い0〜

一クロロ酢酸、二クロロ酢酸、および一ブロモ

50nsecの窓では、不確定性原理に基づく効果によ

酢酸の錯体では、図 15 の吸光スペクトルの場合る広幅化によりスペクトルをその成分に分解すると同じく、発光スペクトルでも温度に依存しない

ことは難しいが、他のいずれの時間窓においても、で局在した原子価状態を保ち、図 16 のように室通常の（時間積分）発光スペクトルの場合に見てき温でも液体窒素温度の場合に認められる Fe (Ⅱ)

たように、類似の温度変化が認められ、一般に室とFe (Ⅲ) の原子価状態を示す。

温では液体窒素温度よりも狭い線幅となっている。

ハロゲノ酢酸錯体でも、三クロロ酢酸、一ヨー

メスバウアー励起核の寿命と同程度の時間窓（50ド酢酸を配位子とする場合には、図 17 に見られ

〜 150nsec）では、通常の（時間積分）発光スペクト

るように、温度依存混合原子価状態を示し、吸光

ルと同様な結果が認められる。メスバウアー励起

および発光スペクトルにおいて共に低温で局在し核の寿命より長い窓（150 〜 300nsec）では、通常ていた Fe (Ⅱ) と Fe (Ⅲ) 状態が高温になるにつれの発光スペクトルよりもよく分解された成分が認て平均原子価状態に近付いていく。

められ、なお多少の広幅化はあるものの吸光スペ

つぎに、水と酢酸を配位子とする三核錯体につ

クトルにおける線形に類似している。これらの結いて、いくつかの時間窓における液体窒素温度と果は、時間積分発光スペクトルの広幅化の一因は

室温での時間微分発光メスバウアースペクトルを

生成 57Fe 原子の存在する化学的環境の寿命に依存

図 18 に示す。なお通常の時間積分発光スペクト

することを示している。

図 15 一クロロ酢酸、二クロロ酢酸、および一ブロモ酢酸三核鉄 (Ⅱ,Ⅲ) 水錯体の吸光メスバウアースペクトル6放射化学ニュース

以上見てきたように、Fe Ⅱ 2Fe Ⅲハロゲノ酢酸

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2002

学結合を維持または回復している割合があること

三核錯体における混合原子価状態の局在・非局在の証左が得られた。

とその温度依存性は、酢酸に置換されたハロゲン本研究の結論を要約すると、核壊変の後遺効果の種類や数などによる電子吸引性など分子内の性は壊変原子の直近の範囲だけでなく、第２配位圏

質には関係なく、おそらく分子間の相互作用を決などとも相互作用し、ラジカル生成を伴う局所的める分子の充填状況（結晶形）で決定されることな放射線化学的過程を伴うことが明らかとなっが他の一連の脂肪酸三核鉄錯体の吸光メスバウア

た。同時に、すべての壊変原子が新しい化学的環

ー分光学的研究でわかっている。本研究では、そ境に置かれるのではなく、ある部分は当初の化学

れぞれの鉄（Ⅱ，Ⅲ）錯体と同形のハロゲノ酢酸

的環境や化学結合を保ち、あるいは回復している

Co

Ⅱ

2Fe

Ⅲ

三核錯体の原子価温度依存性はよく対ことが明らかにされた。

応しており、温度依存性もよく似ている。すなわ

最後に、本研究の成果は多くの方々の支援と共

ち両者が同形であるか否かで決定されている。こ

同研究者の尽力により、一連の物質の系統的吸光

れらの結果から、EC 壊変で生ずる 57Fe 原子のあ

メスバウアー分光学的研究と、それらに関連する
57

Co 標識化合物を発光メスバウアー分光学によりる部分は壊変前の化学的環境にとどまり、あるいはその環境を回復して、鉄（Ⅱ，Ⅲ）原子間の分研究できたお陰であることを付して関係各位に感子内原子価平均化を示していることがわかり、化謝の意を表したい。

図 16

57

Co 標識一クロロ酢酸、二クロロ酢酸、および一ブロモ酢酸三核コバルト (Ⅱ) 鉄 (Ⅲ) 水錯体の発光メ
スバウアースペクトル7放射化学ニュース

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図 17 ａ) 三クロロ酢酸、ａ) 一ヨード酢酸三核鉄 (Ⅱ,Ⅲ) ピリジン錯体の吸光メスバウアースペクトル（上）、およびａ) 三クロロ酢酸、ａ) 一ヨード酢酸三核コバルト (Ⅱ) 鉄 (Ⅲ) 水 57Co 標識錯体の発光メスバウア
ースペクトル（下）8放射化学ニュース

第６号

2002

引用文献
1) H. Pollak, Phys. Status Solidi, 2, 720, 1962.
2) H. Sano, T. Onuma, Chem. Lett., 1974, 589;
Bull. Chem. Soc. Jpn., 48, 266, 1975.
3) H. Sano, M. Harada, K. Endo, Bull. Chem.
Soc. Jpn., 51, 2583, 1975.
4) H. Sano, N. Matsubara, N. Saito, Bull. Chem.
Soc. Jpn., 38, 333, 1965.
5) H. Sano, J. Radioanal. Chem., 36, 105, 1977.
6) Y. Sakai, K. Endo, H. Sano, Bull. Chem. Soc.
Jpn., 53, 1317, 1980.
7) H. Sano, M. Aratani, H. A. Stoeckler, Phys.
Lett., 26A, 559, 1968.
8) H. Sano, M. Kanno, Chem. Lett., 1973, 127.
9) T. Sato, M. Katada, K. Endo, M. Nakada, H.
Sano, J. Radioanal. Nucl. Chem., Articles,
173, 107, 1993.
図 18

57

Co 標識酢酸三核コバルト (Ⅱ) 鉄 (Ⅲ) 水錯体の時間微分発光メスバウアースペクトル9放射化学ニュース

特集

第６号

2002

日本放射化学会学会賞受賞者による解説

中高エネルギー光核反応の放射化学的研究−核破砕ならびに核分裂反応の核反跳法による動力学的研究−
奨励賞（平成 13 年度）

羽場宏光（理化学研究所加速器基盤研究部）

中高エネルギー光子による核破砕ならびに核分裂について、核反跳法と放射化学分離法を駆使した研究を展開し、系統的に求めた残留核の収率やエネルギー分布と理論コードによる計算結果との比較から、反応機構や核構造に関する新しい知見を得た。今回の膨大な実験データとその系統性は、
核反応や原子核モデルの構築だけでなく、宇宙物理、RI 製造、また加速器施設における残留放射能評価などにも大いに役立つことが期待される。
1．はじめに宇宙物理、RI 製造、また加速器施設における残目で物を見るときはその物体に反射・屈折・吸留放射能評価などの応用にも重要である。

収される可視光を用いるように、原子核の性質を

最近著者は、上に述べた残留核の収率測定に加調べるときには波長が原子核程度かそれ以下の高えて、核反跳法による核破砕ならびに核分裂反応

エネルギーの光が良いプローブとなる。しかし、の動力学的測定を試みた

光子と原子核の反応断面積が非常に小さいことや成核の運動エネルギーや角度分布が決定でき反応

強力な単色光子源がないことから、プロトンなど機構の解明に非常に有力であるが、光子と原子核のハドロン粒子を用いた原子核研究がこれまでのの反応断面積が非常に小さいことから光核反応に主であった。また、これまでの光核反応研究は放適用した例はこれまで殆どなかった。本研究では、

出粒子のエネルギーと角度分布の情報を得る包括実験法や解析法を工夫しながら 27Al、natV（nat ：的な物理的測定が殆どで、反応過程の全様を探る

天然同位体存在比）、natCu、93Nb、natAg、natTa な

系統的な放射化学的測定はなかった。著者が着目らびにする 1GeV 程度までの中高エネルギー領域では、いエネルギー領域（制動放射線最大エネルギー

巨大共鳴、準重陽子過程ならびに (3,3) 共鳴が光E0=250−1100MeV）において実験を行った[11−13]。

子から原子核への主要なエネルギー伝達過程とな

また、著者の研究グループでは、これまで上に述る。これらの相互作用は何れも電磁気力で、ハドべた（1）、（2）ならびに（4）の各核反応においてロン粒子が強い力によって引き起こす衝突カスケ

系統的な収率測定を行ってきたが、中高エネルギ

ードとは全く異なる。この初期過程の違いが核反ー光核反応の全様を理解するには重い原子核に特応の終状態にどのように現れるか？、また、これ徴的な（3）核分裂反応の収率測定が不可欠であっまでハドロン粒子によって調べられてきた原子核

た。特に、U や Th より軽い原子核の光核分裂反の諸性質が光をプローブとしたときどう見える

応に関しては、電離箱や飛跡検出器による全核分か？は未知の興味であった。

裂収率値を除けばこれまで殆ど報告がなく、未だ[11−16]197。核反跳実験は、生

Au の様々な原子核を標的に選び、幅広

著者の研究グループでは、反応機構の観点からに荷電分布や質量収率分布などの詳細は不明であ中高エネルギー光核反応を、（1）核破砕反応、
（2）

197
209
る。 Au や Bi のようなプレアクチノイド核の核

軽核放出反応、（3）核分裂反応、そして（4）(γ, π+)

分裂では、高い核分裂障壁（＞ 20MeV）のため巨−と (γ, π xn) (x≧0) で表される単純なパイ中間子放大共鳴に起因する核分裂は抑制され、核子ペア

出反応の4つに大別している。このうち（1）、（2）な（準重陽子）あるいは単一核子の励起から反応がらびに（4）の核反応によって生成する残留核の収始まる。この点において、197Au や 209Bi のような率分布を光子エネルギーや標的核に関して系統的

プレアクチノイド核の光核分裂反応の研究は、光に測定することから、核反応機構や原子核構造に子による原子核の局部励起から核分裂を誘発する[1−10]

関する数々の興味深い情報を引き出してきた。

核子の集団励起に移行するメカニズムを探る良いまた、これらの膨大な実験データとその系統性は、プローブになり得る。本研究では、最もシンプル

10放射化学ニュースな核反跳法である thick-target thick-catcher 法と
197

第６号

2002

成核の全体に対する割合 F ならびに B に標的の厚209

Bi の光核さ W（mg/cm2）を乗じて平均飛程 FW、BW を求め

分裂反応生成核の収率測定を幅広いエネルギー領た。本研究で得られた FW ならびに BW は、何れ放射化学分離法を駆使して、 Au と[14−16]域（E0= 300−1100MeV）で行った。本稿では、の生成核においても E0 ≧ 600MeV で一定値を示

最近著者が核反跳法を用いて行った中高エネルギ

し、著者のグループが収率測定の結果から見出し

ー光核破砕ならびに核分裂反応の放射化学的研究

た E0 ≧ 600MeV における核破砕反応機構のについて概説する。

limiting behavior[1, 3]を支持した。FW、BWを標的
核質量数 (At)と生成核質量数（Ap）の差∆A（=At−Ap）の関数として見ると、両者とも ∆A の増加ととも

2．実験と理論計算
27

nat

93

nat

nat

nat

高純度の Al、 V、 Cu、 Nb、 Ag、 Ta、
197

Au ならびににスムースに増加する。この増加は、主として巨209

Bi 標的箔の前後をマイラー箔で大共鳴で起こる (γ, xn) (x ≧ 1) 反応生成核の成分

挟みこれを 20〜 50セット重ね、thick-target thick-と、準重陽子過程ならびに (3,3) 共鳴で起こる(γ,catcher 法に基づいて光子照射を行った。光子源xnyp) (x ≧1, y≧1) 反応生成核の 2成分に区別できには高エネルギー加速器研究機構田無分室のる。また、前方対後方捕獲比 F/B は、∆A ならび

1.3GeV 電子シンクロトロンから得られる最大エに At に依存せず一定で、全て 2 〜 3 の範囲にあり

ネルギー E0=250−1100MeV の制動放射線を用い

前方優勢の運動量移行を示す。この角度依存性は、た。照射後、標的箔の前後別に集めたマイラー箔
及び標的箔について Ge 検出器による γ 線スペクト

同エネルギー領域のハドロン誘起反応と全く異な

ロメトリーを行った。また、反応収率の小さい核

これらの実験データの動力学的解析は、Wins-

197

り、新しく光核反応を特徴付ける。

Au 標的から K、

berg[19]の 2-step vector velocity model に基づいて

Fe、Ni、Zn、Ga、As、Rb、Sr、Y、Zr、Nb、行った。ここでは核反応を 2 つの過程に分け、反分裂生成核を検出するため、
209

Bi 標的から Fe、Ga、

跳核の運動を 2 つの速度ベクトル和で記述する。

As、Br、Sr、Y、Zr、Nb、Ag、I ならびに Ba をすなわち、入射粒子と標的核のカスケード相互作

化学分離した。

st用（1 step）で中間生成核にビームに平行な速度 v

Mo、Ag ならびに Ba を、

近年、高エネルギー電子蓄積リングの建設に伴が与えられ、次いで核子の蒸発放出や核分裂によい、光子誘起核反応の理論計算コードの開発が盛って反応が完結するとき（2nd step）に反跳核が等んである。これまで著者のグループでは実験で得方的速度 V を与えられると仮定する。標的中での[17]

た残留核収率をGabriel and AlsmillerN

反跳核の飛程 Rl が Rl=Cv l で近似でき、かつ v /V

が開発し≪1であるとき、次式を導くことができる[19]。

た光子誘起核内カスケード計算（Photon-induced[4, 7−15]

ルに関して重要な情報を提供してきた。最13

123 123

R0(N ＋ 1)2 v
2 (N ＋ 2) v
FW = 4 1＋
＋
V
V
4
3

PICA コードが基づく原子核モデルや核反応モデ
近、Sato ら によって PICA コードの全面的改良が行われた。本稿には最新の PICA コード

13

R0(N ＋ 1)2 v
2 (N ＋ 2) v
BW = 4 1＋
＋
V
V
4
3

[18]

678 678
68
68

Intranuclear Cascade Analysis, PICA）と比較し、

2

2

,
.

ここで R0 は V に対応する標的中での平均飛程（PICA3/ GEM）との比較も含めた。

で、R0=CV N で表される（C と N は定数）。実験で得た FW ならびに BW から上の 2 式を用いて R0、v

3．結果と考察ならびにV を求め、さらにR0 をZieglerのSRIM2000

3.1 核破砕ならびに核分裂反応生成核の反跳特性
27

本研究では、 Al、nat

Ta ならびに

197

nat

V、

nat

93

Cu、 Nb、nat

コード[20]によって運動エネルギーTに変換した。

Ag、V、natCu、93Nb、natAg、natTa ならびに 197Aunat

Au 標的から、それぞれ 1、14、24、26、31、21、20 の核破砕生成核について飛程

標的において得られた平均飛程 R0 を ∆A の関数と測定に成功した。標的に対してビームの下流ならして図 1 に示す。各標的とも R0 は ∆A とともにスびに上流に配置されたマイラー箔に捕獲された生ムースに増加し、この変化は図 1 に曲線で示した

11放射化学ニュース

第６号

3.5

2002

0.4
natV

R0 (mg/cm2 of each metal foil)

(a)

natCu

3.0

93Nb

0.3

v [(MeV/nucl.)1/2]

natAg

2.5

natTa
197Au

2.0

1.5

0.2

1.0

0.1

0.5

0.0

0

10

20

30

0.0
20

50

40

This work E0=600-1100 MeV
Lagarde-Simonoff et al. [21] Ep=150 MeV
Lagarde-Simonoff et al. [21] Ep=600 MeV
Crespo et al. [22] Ep=700 MeV
Cumming et al. [24] Ep=810 MeV
Crespo et al. [22] Ep=3 GeV
Cumming et al. [25] Ep=28 MeV
Porile and Tanaka [23] Ep=29 GeV
Cole and Porile [26] Ep=400 GeV
PICA3/GEM E0=600-1100 MeV

Mass difference, ∆A
nat

93

nat

E0 ≧ 600MeV における V、 Cu、 Nb、 Ag、nat
Ta ならびに 197Au の光核破砕反応生成核の平均飛程 R0 の ∆A 依存性。

15

T (MeV)

図1

nat

10

(b)

−b

ようにR0 = a (At/∆A-1) 式で系統化できた。ここ5で変数 a ならびに b は標的の原子番号（Z t）のスムースな関数であり、この系統性を用いれば様々な

0

核破砕生成核の運動エネルギーを求めることがで

0

10

20

30

40

50

Mass difference, ∆Aきる。さらに、後で述べるように光子誘起反応生

図2

成核の R0 は陽子誘起反応生成核の値に等しいことから、今回得た R0 の系統性は陽子誘起反応に

nat

Cu の光核破砕反応生成核の（a）1st step における速度 v と（b）2nd step における運動エネル
ギー T の ∆A 依存性。

も適用できる。
nat

GEM[18]は、natV、natCu、93Nb ならびに natAg に対Cu 標的に対して求めた v ならびに T を ∆A の関数としてそれぞれ図 2a と 2b に○で示す。1 st

しては T を良く再現するが、より質量数の大きい

step における前方向への運動量移行の指標となる

nat

速度 v は、中間生成核の励起エネルギーの増加をる。この結果からコード内で仮定される放出核子反映しつつ ∆A とともにスムースに増加する。陽の運動エネルギーが重核領域において過小評価さ[21−26]

Ta ならびに 197 Au 標的に対しては過小評価すを図 2a に比較した。陽子エネ

れていることを推測できる。このような重核領域

ルギー Ep ＜ 3GeV の範囲では、陽子誘起反応の v

における理論計算との不一致は、既報の核破砕[4]は光子誘起反応よりも明らかに大きいが、この差ならびにパイ中間子放出反応[10]の収率測定においは陽子エネルギーの増加とともに減少し、Ep ≧ても見出されており、現在の理論で説明できない

3GeV で消失し両反応とも limiting 領域に達する。

異常な核子の媒質効果として興味深い

子誘起反応の v[10, 13]

nd

nd

。さら

一方、2 stepにおける生成核の運動エネルギーTに本研究では、2も ∆A の増加とともにスムースに増加する。とこ運動エネルギーを表すパラメータ ε s =T/(∆A/At)をろが、陽子誘起反応の T は、Ep によらず光子誘起用いて核破砕反応の 2nd step の系統化を行った。

反応の結果に良く一致し、2nd step における両反ε s は標的毎に見れば ∆A/At に依存せず一定値を示す。しかし、各標的の平均値を At の関数として見ると、ε s は At の増加とともに At≈100 まで増加し、その後一定（16MeV）となる。
197
Au 標的においては、∆A ＞ 45 でさらに 29 核種の反跳特性を測定できた。運動エネルギー T を∆A の関数として図 3 に○で示す。上述のように応機構の同一性が示唆される。PICA3/GEM コー
ド[18]を用いて計算したE0=600−1100MeV におけるT を図 2b に×印で示した。∆A =10−20 の範囲で
PICA3/GEM[18]は実験値をやや過大評価するが、∆A とともに増加する傾向は良く再現している。
一致の様子を標的を変えて見てみると、PICA3/

12

step で放出される核子の平均放射化学ニュース

2002

第６号

標的に近い ∆A ≦ 45 の生成核は核破砕による生成

66 では、T は Ep とともに減少し、Ep=3GeV を超と考えられ、図2bの Cuの場合と同様にTは∆Aとえたところでlimiting behavior に達する。これは、ともにスムースに増加する。この増加は、(γ, xn)

Ep の増大とともに核破砕の寄与が増大するためと

196,194,192

Au の急激に考えられ、Ep ＞ 3GeV では ∆A ≦ 66 での結果（実増加する成分と、(γ, xnyp) (x≧1, y≧1) 反応生成核線）からスムースに外挿できる。先に述べたようの緩やかに増加する成分に区別できる。一方、に光核反応の場合は、(3,3) 共鳴より高いエネルギ∆A ＞ 45の生成核の Tは ∆A ≦ 45の核破砕生成核のー領域の光吸収の寄与は無視でき、E0 に関してのT と比べて 1 桁以上大きく、 ε s は 50MeV 以上でT の変化は 300 ≦ E0 ≦ 1100MeV の範囲で観測され∆A ≦ 45 の核破砕（ε s =16 ± 5）と異なった生成機ない。

(x ≧ 0) 反応によって生成する構を示唆している。さらに、∆A ＞ 45 の生成核のF/B は ∆A に依存せず、その平均値 F/B =1.1 ± 0.1

197

Au と 209Biの光核分裂生成核の反応収率

3.2
197

は核破砕の F/B =2.5 ± 0.6 に比べて明らかに小さ

Au 標的核においては、42 ≦ A ≦ 131 の生成核

く、核分裂などの 2-body breakup 過程に特徴的な質量数領域で総計 58 核種の核分裂収率を E 0 =等方的角度分布を示す。Komar et al.[27]は、E0=300−1100MeV で測定できた。反応収率は E 0 =1000MeV において

197

Au の核分裂片対の運動エネ

300MeV から E0 とともに急激に増加した後 E 0 ≧ルギーを半導体検出器を用いて同時計数した。そ600MeVで飽和し、(3,3) 共鳴型の励起関数を示す。

の結果を図 3 に破線で示す。本研究で得た T は ∆A得られた収率値に、most probable charge（Zp）を A=66、68 ならびに 69 の Ba 同位体を除いて Komarの一次関数 Zp=RA+S、分布の幅 CZ を A によらず

[27]

et al. の結果に良く一致している。今回の放射化一定と仮定したガウス関数 Y CD (Z) =Y CD (Z p )・exp

学の手法では核破砕による生成核と核分裂による[−(Z−Zp)2/CZ] を最小二乗フィットさせ荷電分布を

生成核を分けて測定できない。不一致の原因とし求めた。R、S ならびに CZ 値は、E0 ≧ 600MeV で128,129m,131

Ba の生成に核破砕（実線）と核分裂

一定で、Zp は Zp=0.424A+0.7 で表され、CZ 値から（破線）の両機構が寄与していると考えれば理解で得られる荷電分布の半値幅は FWHM CD =2.2 ±きる。図 3 に×で示したように PICA3/GEM コー

0.1c.u.であった。Unchanged Charge Distribution

ては、

ド

[18]

は、核破砕生成核（∆A ≦ 45）の T を過小評価(UCD)を仮定すれば、パラメータ R から核分裂前に放出される平均の中性子数（ν pre）を 11 ± 1 個とするが ∆A＞45 のT を良く再現している。
図 3 に陽子誘起反応の T[28−31]を比較した。∆A ≦見積もることができ、高励起エネルギーの核分裂

66 では T は Ep によらず光子誘起反応の結果（E 0 =が示唆される。また、S 値から 1 次核分裂片から放600−1100MeV）に良く一致し、2 stepにおける両出される平均中性子数（ν post）は 1.7 ± 0.3 個と見積

反応機構の同一性が示唆される。ところが、∆A ＞

もられた。これらの荷電分布パラメータを基に収nd率データがある質量数で質量収率を求めた。E0=103

1000MeV での結果を図 4 に○で示す。この対称的
質量収率分布はガウス関数で良く再現でき、その102

T (MeV)

半値幅（FWHMMD）と most probable mass（Ap）は、
101

それぞれ Ap=92 ± 1m.u., FWHMMD=39 ± 1m.u.と(γ,xnyp)This work E0=600-1100 MeV決定できた。

Ross and Bachmann Ep=580 MeV [29]Kaufman et al. Ep=1 GeV [30]100

核分裂と競合する既報の核破砕[2, 3]、軽核放出[5, 6]

Kaufman et al. Ep=3 GeV [30]Kaufman et al. Ep=11.5 GeV [30]
Cumming and Bachmann Ep=28 GeV [28]

192Au

10-1

194Au

ならびに (γ, π−xn) (x≧0) 反応[10]の収率測定結果を

Kaufman et al. Ep=28 GeV [30]Kaufman et al. Ep=300 GeV [30]Cole and Porile Ep=400 GeV [31](γ,xn)

それぞれ△、◇、▽で図 4 に示す。核破砕反応のPICA3/GEM E0=1000 MeV [18]Komer et al. E0=1000 MeV [27]196Au

質量収率（△）は Rudstam[32]の CDMD 経験式を収

10-2
0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

率値にフィットさせて得たもので、A=195、196

Mass difference, ∆A

図3の (γ, xn) 反応生成核を除けば、質量収率値は A の197

Au の光核反応生成核の運動エネルギー T の∆A 依存性。

減少とともに指数関数的に減少する。図 4 から

13

放射化学ニュース

197

A=130−140 が核破砕と核分裂の境界領域となるが、これは先に述べた

128,129m,131

Au の Ap は 86 ± 1m.u.で実験値より 6m.u.小さ

209

Bi に対しては、Ap、FWHMMD ともに実験値に一ー T の議論に矛盾しない。一方、A=7、10、22、
22,24

2002

く、FWHM MD は 37 ± 1m.u.で実験に一致する。

Ba の運動エネルギ
7,10

第６号

Na、

致している。一方、PICA3/GEM[18]によって計算

Mg の収率値で核分裂の質量収率分布からの外される 197Au の荷電分布パラメータ R、S ならびに挿（実線）より明らかに大きく、核分裂とは異な

FWHMCD はそれぞれR=0.423±0.001、S=1.5±0.1、った反応機構（軽核放出反応）を示唆している。

FWHMCD=2.2 ± 0.1 で、荷電分布の幅は良く再現

24、28 の測定点（◇）はそれぞれ
28

Be、

24

本研究で得た Na の運動エネルギー（T=78 ±するが ZP（=RA+S）が合わない。209Bi についても

4MeV）と角度分布（F/B=1.0 ± 0.3）から、2-body

同様な不一致が見られ、特に S 値が過大評価され24ていることからコード内で仮定される 1 次分裂片

breakup 過程による Na の生成は推測できる。著者のグループでは、

197

B〜

Au の様々な標的核

22,24の励起エネルギーが過大評価されていることが考Na ならびに Mg の系統えられる。今回得られた 197Au ならびに 209Bi の中的収率測定も行っており、軽核生成機構に関する

高エネルギー光核分裂特性は、プレアクチノイドから生成する

7,10

nat

Be、

28

[5, 6]

興味深い知見を得ている。

領域における分裂核の核構造や励起状態に関する

209

一方、 Bi 標的核においては、56 ≦ A ≦ 135 の重要な情報と考えられ、光子誘起反応だけではな

範囲における 63 核種の収率値を基に荷電分布なくハドロン誘起反応も含めた理論計算の開発に役

らびに質量収率分布を決定した。R、S、FWHMCD、立つと期待される。

Ap ならびに FWHMMD などのパラメータは 197Au と

本稿で述べた結果は主として光子と核内単一核

同様に E0 ≧ 600MeV で一定であった。Z p は Z p =子との相互作用である（3,3）共鳴に誘発される核0.421A+0.6 で表され、ν pre ならびに ν post 値はそれ過程の結果である。今後は、巨大共鳴や準重陽子

ぞれ ν pre=12 ± 1 個、ν post=1.4 ± 0.3 個で

197

Au の結

過程の低エネルギー領域に実験を拡張していくこ

果に誤差範囲内で等しい。E0=1000MeV におけるとが興味深い。現在、東北大学大学院理学研究科

209

Bi の質量収率を図 4 に□で示した。Ap は 97 ±付属原子核理学研究施設では、220 MeV 以下の強

1m.u.で、197Au より 5 大きく、一方 FWHMMD は力な制動放射線が利用でき、本研究を継続しつつ

32 ± 1m.u.で 7 小さい。また、E0=1000MeV におある。また、加速器技術の進歩により近年準単色

ける全核分裂収率値は 10.0mb/eq.q.であり

197

Au

光子源の利用も可能となってきた。現在のところ
本研究のような放射化学的測定にはビーム強度がの3.2mb/eq.q.に比べて約3倍大きい。
PICA3/GEM コード
びに

209

[18]

197

Au なら

不足しているが、核分裂反応や軽核放出反応にはBi に対してそれぞれ●、■で図 4 に示す。

飛跡検出器などを用いることにより励起関数の微の計算結果を

細構造の測定も可能である。

106

Yields (µb/eq.q.)

105

4．謝

辞

104

本研究は、主として著者が金沢大学理学部化学

103

科放射化学研究室に在籍したときに行ったものである。研究を遂行するに当たり、金沢大学理学部

102

化学科の坂本浩名誉教授ならびに学生の方々、追手門学院大学経済学部の藤原一郎教授、京都大学

101

原子炉実験所の柴田誠一教授、四日市大学環境情100

報学部の古川路明教授ならびに東京都立大学大学
10-1
0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

院理学研究科の大浦泰嗣博士にご指導いただきま200

Product mass number, A

図4

した。また、高エネルギー加速器研究機構の桝本E0=1000MeV における 197Au と 209Bi の光核反応
生成核の質量収率曲線。

和義助教授には、本実験に関して入念な準備と環境作りをしていただき、謝意を表します。最後に、

14

放射化学ニュース

第６号

2002

[17] T. A. Gabriel and R. G. Alsmiller, Jr., Phys.

安定した電子ビームの供給が実験の成功に大きくRev. 182, 1035 (1969).

寄与したことを記し、高エネルギー加速器研究機[18] T. Sato et al., Proc. of Advanced Monte

構電子シンクロトロンのオペレーターの方々に謝Carlo on Radiation Physics, Particle

意を表します。

Transport Simulation and Applications,
Lisbon, Oct. 23-26, 2000.

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[19] L. Winsberg, Nucl. Instr. Meth. 150, 465[2] S. R. Sarkar et al., Radiochim. Acta 55, 113(1978).
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Ions in Solid, Pergamon, New York, 1985.

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A260, 369 (1976).
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[25] J. B. Cumming et al., Phys. Rev. C 24, 2162

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Rev. C 6, 1362 (1972).

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21, 13 (1974).

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(2000).

(1978).

[14] H. Haba et al., J. Nucl. Radiochem. Sci. 1, 69[31] G. D. Cole and N. T. Porile, Phys. Rev. C 25,
244 (1982).

(2000).
[15] H. Haba et al., J. Nucl. Radiochem. Sci. 1, 53[32] G. Rudstam and G. Sørensen, J. Inorg. Nucl.
Chem. 28, 771 (1966).

(2000).
[16] H. Haba et al., Radiochim. Acta (in press).

15

放射化学ニュース

解

第６号

2002

説
Some Current Achievements of Radiochemistry in China
Zhifang Chai,a Wenxin Li,b Yuanfang Liu,c Shanggeng Luo,dZhi Qin,e Xiangyun Wang,e and Yongjun ZhufaInstitute of High Energy Physics, Chinese Academia of Sciences, bShanghai Institute of Nuclear Research,
Chinese Academia of Sciences, cPeking University, dChina Institute of Nuclear Energy,
eInstitute of Modern Physics, Chinese Academia of Sciences, and fTsinghua University

This is a brief overview of the current achievements on the nuclear and radiochemistry studies in
China. It is consisted of six parts contributed by six Chinese professors working in the famous
institutions related to nuclear science. The contents include 1. Heavy nuclides research, 2. New
organic reductants and extractants in the reprocessing process and synroc, 3. Partitioning ofactinides, 4. Study of biological behavior of fullerene and nanoparticles using radiotracer technique,
5. Molecular activation analysis for chemical speciation studies of trace elements, 6. Bio- accelerator
mass spectrometry (Bio-AMS), and 7. New multidrug resistance (MDR) modulator.
1. Heavy nuclides research (written by Zhi Qin)delayed fission of

Many efforts have been devoted in study ofprobability of

230

230

Ac was observed and the βDF

Ac was determined to be (1.19

actinides and transactinides in the last decade in the−8±0.40) × 10 . The main results of the study ofInstitute of Modern Physics (IMP), CAS. Remark-actinides obtained at IMP are briefly summarized inable progresses have been made in synthesis andthe Table 1.

identification of some new nuclides and study of(2) Transactinides:

their exotic decay properties in these regions. The
rapid chemical separation procedures have been

A new isotope of the element 105 with mass

widely used for these studies if the half-lives of thenumber 259 in transactinide region has been

expected nuclides are longer enough.

successfully produced via the reaction 241Am (22Ne,4n) 259Db. The 22Ne beam with energy of 132 MeV,
after passing through a 1.94 mg/cm2 Havar window(1) Actinides:
New heavy neutron-rich nuclides

237, 238

239

Th andand a 1.7 mg/cm 2 aluminum target backing, wasPa were produced as target residues through thedegraded to 118 MeV in the center of target material.

multinucleon transfer reaction (MNT) or fast

The 241Am target with thickness of ~ 1 mg/cm2 wasneutron-induced (n, 2p) reaction, and successfully

prepared on thin aluminum foil (7 µm) by molecular

identified by means of liquid-liquid extraction sepa-

platting method at one single cycle. The reaction

ration and γ-spectroscopy. A new neutron-deficient

products recoiling out of the target stopped in thetransuranium nuclide235

Am was also produced via

helium gas loaded with NaCl aerosols, and swept out

proton-induced reaction and identified for the firstof the target chamber with carrier gas, then went

time by using He-jet transportation, liquid-liquidthrough a 20 cm length capillary into a rotating wheel

extraction and x-γ coincidence measurements. The

apparatus. The α-decays of the products and theirhalf-life of235

Am was determined to be 15±5 min.

Besides, the heavy ion emission of
gated employing

230

daughter nuclides were detected by a set of Si (Au)230

U was investi-

detectors, which arranged around the wheel

Pa source prepared by the reac-according to the preset inequal intervals. The Z andtion of 232Th (p, 3n) and solid-state track detectors.

A of the nuclide have been unambiguously identified

The preliminary branching ratio relative to α decay

by the genetic relationship between the new activity

was determined to be (1.3±0.8) × 10

−14

. The β-and the known nuclide 255 Lr established by α-16放射化学ニュース

第６号

2002

Table 1. Production reaction and separation method in the study of new nuclides in actinide region
IsotopeHalf-life

Decay Properties

Production Reaction

Radiochemical
Separation

Reference

60 MeV/u18O+232Th
MNT-2p14 MeV 238U(n, 2p)

BaCl2 precipitate(1)

PMBP extraction(2, 3)PMBP extraction(4)

PMBP extraction Fe(OH)3 precipitate(5)

PMBP extraction Fe(OH)3 precipitate

(6)

HDEHP
-kerosene(P2O5) extraction
DTPA-lactic back-extraction

(7,8)

230

Ac

122 s

βDF*

237

Th

5.0±0.9 m

β

4.7±0.6 m
238

Th

9.4±2.0 m

β

239

Pa

106±30 m

β

230

U

20.8 dCluster emitting*

235

Am

15±5 mEC

60 MeV/u18O+238U
MNT-2p+1n
60 MeV/u18O+238U
MNT-2p+2n
50 MeV/u18O+238U
MNT-p+2n232
Th(p, 3n) 230Pa
230
Pa β-decay to 230U
238
Pu(p, 4n)recoiled milking measurement. The new nuclide

were studied systematically. Hydrazine derivatives

259

Db has a half-life of 0.51±0.16 s and decays by

reduce Np(VI) to Np(V) rapidly, but reduce Pu(IV)(9)
alpha-particle emission, Eα=9.47 MeV . The Qα

relatively slowly. Of hydroxylamine derivatives,

value of 9.62 MeV for the isotope

259

Db derived fromdimethylhydroxyamine can reduce Pu(IV) more

the experiment is in good agreement with therapidly than other kinds of derivatives. The complete

theoretically predicted by Möller
the nuclide

258

(10)

Db and its daughter. Furthermore,
254

rate equation was given out as:

Lr have also−

been clearly observed using the same projectiletarget combination. Their half-lives and α-particle

d[Pu(IV)]k[Pu(IV)]2[DMHAN]1.18
1=•dt
8.12[Pu(III)]+95.9[Pu(IV)] [H+]2.2

energies determined in this work are in agreement3
1.04 −1
At µ=4.0 and 14.5˚C, k=10 (mol/L) s . The

with previous known data, thus also proving thecomplex stability constant of acetohydroxamic acidreliability of our assignment of259with Pu(IV) and Np(IV) reach 5.3×1012 and 6.1×1011

Db.

respectively in 1 mol/L nitric acid solution. The
2. New organic reductants and extractants inapplication of these reagents in Purex process was

reprocessing process and synroc (written by

primarily studied using cascade or count-current

Shanggeng Luo)mixing settler experiments, with simulated solutions

Broad projects related to radiochemistry, nuclear(no fission products contained). The result showedchemistry, analytical chemistry (DA and NDA),

that hydrazine derivatives might be used to strip Npwaste management R & D as well as nuclear

from loaded organic solvent, and dimethylhydrox-

safeguards were performed in the China Institute of

yamine was suitable for separation of U/Pu to substi-

Atomic Energy. Some achievements are briefly

tute for U(IV), and acetohydroxamic acid could be

described as follows:

used in the step of uranium purification cycle toremove trace Np and Pu.

(1) Some new organic reductants and complexants
have been synthesized. These salt-free reagents(11, 12)

Other new kinds of tri-functional extractant,, derivatives ofwhich are usually called amido podands, have beenhydroxylamine(13, 14) and acetohydroxamic acid(15−17).

synthesized, such as N,N,N’N’-tetrabutyl-3-oxa-

The reaction kinetics or thermodynamics of thesepentanediamide (TBOPDA), N,N,N’N’-tetra-organic reagents with Pu(IV), Np(VI) and Np(IV)isobutyl-3-oxa-pentanediamide (TiBOPDA) andinclude derivatives of hydrazine17放射化学ニュース

第６号

2002

the amorphous dose was reached(20).

N,N,N’N’-tetra-butyl-3,6-dioxaoctanediamide(TBDOODA). By using 40% octanol/kerosene as(3) The corrosion attack on research reactor spent

solvent, the extraction behavior of U(VI), Pu(IV),

fuel in wet storage was investigated. It has proven

Am(III), Eu(III), Tc, Sr, Np(IV), Np(V) and Np(VI),that to maintain the high quality water chemistry is

also their thermodynamics, with the three kinds ofthe most important factor in controlling Al-clad

extractant were studied in nitric acid solutions.

corrosion for wet storage of research reactor spent

TBOPDA and TiBOPDA showed extraction

fuel.

selectivity of An(III) and Ln(III) much higher than
3. Partitioning of actinides (written by Yongjun

that of U(VI) and Pu(IV). Fe, Ru and Mo is poorly
extracted by these three kinds of amido podands in

Zhu)

2~3 mol/L HNO 3 solution. The counter-current

The treatment and final disposal of high level

extraction test was carried out in a set of miniatureliquid waste (HLLW) is a highly public concerned

mixer-settler, with two extraction systems: one wassubject. The studies on partitioning of actinides from

0.2 mol/L TBOPDA/40% octanol-kerosene and the

HLW started in 1980 in Tsinghua University. A

other 0.5 mol/L N503+0.075 mol/L TBOPDA/octanol-

commercial reagent, trialkyl (C6-C8) phosphine oxidekerosene. U(VI), Pu(IV), Am(III) and Eu(III) were

(TRPO), was found to have good extraction behavior

separated from the simulated high level liquid waste

to actinides(21). Tri-, tetra- and hexa- valent actinides(HLLW) solution. The result of first system is bettercan be effectively extracted from the nitric acidthan the other one. In battery A, lanthanides andmedia by 30% TRPO-kerosene. An actinides

actinides were coextracted into organic phase withpartitioning process --- TRPO process has been

the recovery of 99.98% for U(VI), >99.99% fordeveloped(22) since 1992 and was verified by using

Pu(IV),and >99.99% for Am(III) and Eu(III),genuine HLW in 1996(23, 24).

respectively. In battery R1, 99.99% U, 86.2% Pu andIn the partitioning process, small amount of

a part of Am or Eu were stripped into aqueous phasetrivalent actinides and large amount of lanthanides

by 0.2 mol/L acetohydroxyamic acid (AHA) inare classified into the same group. The separation of

0.01mol/L HNO3 solution. In battery R2, Am, Eu

trivalent actinides from lanthanides is necessary not

and remained Pu were completely back-extracted byonly for the transmutation of actinides but also for

0.2 mol/L AHA. This separation process contains no

the further reduction of α-waste volume. In 1995, asalt reagent, and it is not necessary to dilute HLLW

commercial reagent Cyanex 301 containing ~80%

feed(18).

bis (2, 4, 4-trimethylpentyl) dithiophosphinic acid

(2) For the synroc solidification of actinide wastes

was found to have a high extraction selectivity tozirconolite-rich, pyrochlore-rich synroc andtrivalent actinides over trivalent lanthanides(25). The

perovskite-rich synroc were fabricated and character-separation factor of Am

ized. The results showed that they were suitablewith the purified Cyanex 301 extraction(26). Based on

(19)

.

these satisfactory experimental results a conceptual

The solidification of simulated actinides in theseparation process was proposed(27). The effective

natural zircon and the uranium tail has been studying.

separation was confirmed by the cross-flow hot test

The radiation effects on synroc were tested by heavy

and the cascade countercurrent hot test in miniature

waste forms for solidification of actinide wastes

32

3+

over Eu3+ was up to 5×103

centrifugal contactors(28,29).

ion irradiation, 100 MeV S in a tandem accelerator.
The experimental results showed that the amorphous

Recently, three kinds of dialkyldithiophosphinic

dose was 0.5 dpa (displacement per atom) and theacids, with alkyl groups of n-octyl, 1-methylheptyl,

defects were mainly voids and irradiation could

2-ethylhexyl were synthesized. The effects of alkyl

continue to intensify the vacancy defects even after

group structure have been investigated(30) and the18放射化学ニュース

extraction complexes of trivalent actinides andlanthanides have been studied by EXAFS

(31)

第６号

2002

tissues. The biodistribution of C 60 derivatives
obtained in our work was discussed and compared.

with those reported(33, 34). Unlike the C60 derivatives,
4. Study of biological behaviour for fullerene andthe TiO 2 nanoparticles in the mice showed much

nanoparticles using radiotracer techniquelower uptake in the most of organs and tissues,(written by Wenxin Li)

except for lung and blood

In recent years a great number of work has

excreted mainly through urine, however the clearance(35). The compound wasdevoted in studying the synthesis of fullerene

was relatively fast.

The information on thederivatives and nano-materials as well as theirbiodistribution obtained might be useful to design

characterization and exotic properties.

The

targeting drug delivery system based on theexperimental results revealed their considerable

nanomaterils. Using the radioactive tracer technique,potential applications in the medicine field. With thethe study of the interaction of cells with C 6 0

purpose of understanding the biological behaviour

derivatives and the TiO2 nanoparticles is ongoing.

both in vivo and in vitro of the fullerene andnanoparticals, a radioactive tracer technique has been

5. Molecular activation analysis for chemical

utilized in the Nanobiology and Nanomedicine

speciation studies of trace elements (written

Laboratory, Shanghai Institute of Nuclear Research,

by Zhifang Chai)

CAS. We prepared a number of water-soluble C60

The Molecular Activation Analysis (MAA) refers

derivatives and colloidal solution of extremely tiny

to an activation analysis method that is able totitanium dioxide particles (d=1−3 nm) from theprovide information about the chemical species ofcontrolled hydrolysis of titanium tetraisopropoxide.

elements in systems of interest, though its exact

The labelled compounds, including

67

Ga-C60(OH)x,

definition has remained to be further defined. Its

99m

125

Tc-C60(OH)xOy,

99m

I-C60(OH)x,development is strongly stimulated by the urgent

Ag-TiO 2 and 1 2 5 I-TiO 2 , were synthesized.

need to know the chemical species of elements,

Dependence of the labeling yields of thesebecause in many cases the bulk contents orcompounds upon the reaction time, temperature, pH,concentrations are often insignificant for judging

concentration of stannous chloride, amount of

biological, environmental or geochemical effects ofiodogen etc. were investigated. Under an optimum

elements. In general, the MAA inherits the merits ofcondition, the yields were larger than 92% for theconventional NAA, e.g. high sensitivity, good

most compounds. Biodistribution and metabolism

accuracy and precision, small sampling amount and110m

Tc-C60(OH)x,67

studies in mice and rabbits for Ga-C60(OH)x,

99m

Tc-

multi-elemental analysis ability, etc.. Also, it is

I-TiO 2 wereeasier for the MAA to keep the original chemical

performed. The activity in various organs and tissues

species of elements unchanged than for other non-

was measured by a γ–counter or a single photo

nuclear methods. In some cases the MAA is even aemission computed tomography (SPECT) and thesole choice to do speciation analysis. In the recent

data were used to calculate the uptakes presented in ayears, the study of chemical species of a number ofform of the percent of the injected dose per gram of

trace elements in biological, environmental andtissue. The typical results from the C60 derivatives

geological samples has been extensively carried out

showed that the compound could be absorbed rapidly

in the Key Laboratory of Nuclear Analyticalby tissues and the high uptakes were found in cortical

Techniques, Institute of High Energy Physics,

bone, breastbone, spine, joints, liver and spleen(32).

CAS(36, 37). The typical examples of the MAA study

The compounds seemed to be excreted through urine

are as follows:

C 60 (OH) x O y ,99m

Tc-C 60 (OH) x and125

and enteron with a slow clearance from all the(1) MAA for iridium in Cretaceous and Tertiary19放射化学ニュース

第６号

2002

boundary clay(38). The chemical species of anom-

were identified. The molecular weights (MW) of

alous iridium at Cretaceous-Tertiary boundary

RBP-1 and RBP-2 on Sephadex G-200 are about

relating to the dinosaur mass extinction event was

8×10 and less than 1.24×10 D, respectively. Their

analyzed by NAA. Interestingly, almost 50% of

SDS-PAGE graphs show that both contain two

iridium exists in an acid-insoluble residue phase,

protein subunits with MW 14100 and 38700 D thatregardless to their continental or marine sedimenta-

seem to be glycoproteins with different glyco-units.

tion origin, which implies that this part of iridium

Further, The REEs-bound DNA in plant was also

may be attributed to the extraterrestrial matter.

identified.

5

4

(39,

(4) MAA for selenium in human liver(43). Since. Algae are becoming a well-received green foodselenium is an essential element for humans, its

and a main source of dietary iodine for Chinese

biological effect and chemical species have been

people, 40 % of whom live in I-deficient areas. The

widely studied. However, data on its distribution andchemical species of I in seven marine algae Codium

behavior in human liver are still scarce. For thisfragile, Ulva pertuse, Monostroma nitidum,

reason MAA was used to study the subcellular

Gracilaria confervoides, Sargassum kjellmanianum,

location of Se and cytosolic distribution of Se

Dictyopteris divaricata and Laminaria japonica,

contained in human liver. The results indicated thatwere studied by a newly-established MAA

almost half of Se existed in the nuclear fraction,

procedure. The experimental results indicate that thefollowed by cytosol and mitochondria. Very few

contents of total iodine and various species of iodine

percent of Se were present in lyzosome andare different in different algae specimens. 99% of

microsome. Further, in a Sephadex G200 gel

total iodine is soluble in Laminaria japonica,

chromatographic experiment four Se-containing

whereas in other algae the soluble iodine contents

components with MW 335±20, 70±5, 45±1.5 andrange from 16 to 41%. In leachates of marine algae,14±3 kD were found in the soluble fractions of

61 to 93% of soluble iodine exists as I −, with lesshuman liver. The most abundant Se-containing(2) MAA for iodine in algae and human liver40)−

than 5% IO3 and 5 to 37% organic iodine. Besides,

component, peak II, accounted for 70% of total

the chemical species of iodine in human liver was

cytosolic Se. Peak II was subjected to further

studied as well.

purification via DEAE Sepharose fast flow ion(3) MAA for rare earth elements in fern and otherbiological samples(41, 42)exchange chromatography with a linear gradient of. REEs are widely used in

10 to 500 mmol/L (NH4)2CO3 buffer. It was foundsome countries, especially in China, in the modernthat peak II consisted of 4 Se-containing proteins.

industry and agriculture that produce the higher
6. Bio-Accelerator Mass Spectrometry (AMS)

levels of REEs pollution in the environment.
However, until now little work on their chemical(written by Yuanfang Liu)

species in natural plants has been reported, and there

AMS is an ultrasensitive measure for tracing 14C-

is no information available on REE-bound macro-labeled molecules in vivo or detecting the biomarker

molecules in natural plant specimens. Thus, a new

for risk assessment of carcinogenesis. It has become

MAA procedure based on pH variation, out-salting,a state-of- the-art tool in measuring the adduction ofultracentrifugation, gel filtration chromatographylarge biomolecules with xenobiotics, including

and electrophoresis, etc. and instrumental neutron

carcinogens, toxitants and drugs etc..

activation analysis (INAA) were established to study

Since 1955 the genotoxicity of smoking specific

the REE-bound proteins in a natural plant fern,

nicotine and its nitrosation derivatives, a nitrosamine

Dicranopteris dichotoma. Two new REE-bound

NNK has been intensively studied in Peking

proteins (RBP-1 and RBP-2) in this species of fern

University. In Table 2 the 14C-AMS measurements20放射化学ニュース

第６号

2002

Table 2. Nicotine and its derivative NNK studied by 14C-AMS.
Xenobiotic

Biomolecular research

Reference

Nicotine, 3-(1-methy-2-pyrrolidinyl)-pyridine

DNA adducts in mouse liver
Effect of NaNO2 on liver DNA adducts
Liver/lung DNA adducts in a smoking sidestream
Decay kinetics of adducts
DNA adducts in mouse liver histones (H1, H3)(44, 45)
(46)
(47)
(48)
(45)

NNK

DNA adduct in mouse liver(44)

4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone

Decay kinetics of adducts(48)

of nicotine and NNK are listed. Nicotine is a major

glycoprotein(P-gp) expressed by MDR1 gene is one

alkaloid in tobacco products, typically comprising 1-

specific and important form of MDR. These specific

2 weight % of tobacco. The pharmacological effectprotein functions, as the energy-dependent extrusionof nicotine related to smoking is a dominant factor

pump, efficiently transport cationic and lipophilic

for tobacco addiction. So far it is not clear whether

chemotherapeutic agents as well as some toxins outside

nicotine itself is carcinogenic to humans. In thethe tumor cells. Therefore, that the overexpression of

genotoxicity study of nicotine in mice at low dose

P-gp in tumor cells will enhance outward transport oflevels by

14

anti-tumor drugs resulting in the MDR.

C-AMS, the mouse liver DNA-nicotine

adduction as well as histones (H1 & H3)-nicotine

Although immunocytochemical assay can be usedadduction increases with increasing dose levels,

for detection of P-gp cencentration in tumor, a non-which are equivalent to the level of human exposure

invasive method is more preferable. The researchers

to daily cigarette smoking. The results indicate thatin Peking University found a strong negative

nicotine damages DNA and its closely related

correlation between the uptake ofimportant nucleoprotein histones (H1, H3) through99m

its molecular bindings. Besides, the adduction-dose

cells(49). For example, the uptake of 99mTc-MIBI in

relationship of mouse liver/lung DNA adduction withhuman tumor cell lines Hela, Bca 61, and MCF-7 isnicotine in vivo in a smoking sidestream as well as

respectively 25, 24, and 14.4 fold more than that in

the decay kinetics of the DNA-nicotine adducts was

MDR tumor cell line MCF-7/Adr. The uptake of

14

99m

Tc-MIBI or

Tc-tetrofosmin and the P-gp level in tumor

measured. It is concluded from the C-AMS studies

99m

to an important point that nicotine is not only a well-experiments indicat that these two myocardial

known addiction factor in smoking, but also a potent

imaging agents are substrates of P-gp, and they can

carcinogen per se.

also be used as a biomarker for tumor MDR.

Tc-tetrofosmin reveals the similar trend. The

The genotoxicity of other xenobiotics MTBE (aA kinetic study of cellular uptake of these two +1

substitute for tetraethyl lead in gasoline), formic acid,technetium complex cations indicated a two-

benzoic acid and nitrobenzene is being studiedcomponent parallel first-order kinetics in both MDR

presently by AMS.

and non-MDR cell lines(50). Based on the recognition
ability of MDR tumor cells for 99m Tc-MIBI and
99m

7. New Multidrug Resistance (MDR) Modulator

Tc-tetrofosmin, these two compounds were used(written by Xiangyun Wang)

for screening the MDR-reversion agents (MDR

Drug resistance is one of the major unsolved

modulators)(51, 52). Tea polyphenol (TP), a mixture of

problems in the chemotherapy of the cancer patients.

four polyphenols extracted from green-tea leaves,

The multidrug resistance (MDR) is a highly

possessed reversion ability for MDR tumor cells,

complicated and multifaceted phenomenon. At least

similar to the well-known MDR modulator quinidin.

seven factors contributing to MDR are known. P-

The IC50 of Adrimycin is decreased from 26.6 µg/ml

21放射化学ニュース

to 3.68 or 11.50 µg/ml when 25 µM of quinidin or 25(2000).

µg/ml of TP was added to the culture medium. Tea
polyphenol improves uptake of

99m

2002

第６号

(7) J. Guo, Z. Gan, H. Liu, W. Yang, L. Shi, W.

Tc-tetrofosmin in

Mu, T. Guo, K. Fan, S. Shen, S. Yuan, X.

MDR tumor cell line MCF-7/Adr significantly, but

Zhang, Z. Qin, R. Ma, J. Zhong, S. Wang, D.

has little effects on non-MDR cell line MCF-7. The

Kong, and J. Qiao, A new neutron-deficient

uptake of99m

Tc-tetrofosmin exhibits a 4, 13, 16 foldisotope235

Am, Z. Phys. A355, 111 (1996).

increase in the presence of 200, 400, 500 µg/mL tea(8) W. Yang, J. Guo, W. Mou, Z. Gan, H. Liu, L.

polyphenol. The uptake of 9 9 m Tc-tetrofosmin

Shi, S. Shen, S. Yuan, S. Wang, D. Kong, andexhibits a 4-fold increase in the presence of 200 µM

J. Qiao, Identification of a new neutron-

quinidine. These data confirm that tea polyphenol isdeficient isotope 235Am, J. Radioanal. Nucl.

a good MDR modulator as quinidine.

Chem. 240, 379 (1999).

In order to clarify which one of the 4 major(9) Z. Gan, Z. Qin, H. Fan, X. Lei, Y. Xu, J. He, H.

components of TP plays a decisive role in MDR

Liu, X. Wu, J. Qiao, X. Zhou, S. Yuan, and G.

modulation, a detailed pharmacological study isJin, A new alpha-particle-emitting isotope

ongoing in this laboratory.

259

Db, Eur. Phys. J. A10, 21 (2001).

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第６号

2002

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Chinese J. Nucl. Radiochem. 22, 65-72 (2000).

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Am(III) from fission product lanthanides by bis(18) G. Ye, F. Luo, J. He, S, Xiao, W. Zhu, W.

(2, 4, 4-trimethylpentyl) dithiophosphinic acid

Chen, S. Ding, and Z. Huang, The Separation

extraction -process parameters calculation,of acitinides and lanthanides from simulatedNucl. Technol. 22, 64 (1998).

high level liquid waste using amide compounds(28) J. Chen, R. Jiao, and Y. Zhu, A cross-flow hot

as extractant, Chinese J. At. Ener. Sci. Tech.

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lanthanides by bis (2, 4, 4-trimethylpentyl)
dithiophosphinic acid extraction, Radiochimica(19) J. Yang, X. Zhu, B. Tang, and S. Luo,

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24放射化学ニュース

第６号

2002

歴史と教育
超ウラン元素物語（Ⅰ）−バークレーの独壇場−
馬場宏（大阪大学名誉教授）

放射能の発見に続いて、人類は元素変換の手段を手に入れることになった。その結果、科学者の関心の一つは、最も重い天然の元素であるウランの先に広がる未知の領域に向けられることになった。
爾来、超ウラン元素合成・発見の歴史は、さながらアメリカ西部開拓史を彷彿とさせる波乱万丈の物語となったのである。

93 番元素合成の先陣を切ったのは、ローマ大番元素と 94 番元素の発見が正式に認められ、発学の Fermi であった。彼は水中に沈めた Ra − Be

見者によって、それぞれネプツニウムとプルトニ線源からの中性子をウランに照射して 93 番元素

ウムと命名された。

を作ろうとしたが、思いもかけない程多数の半減ネプツニウムとプルトニウムの化学的性質に基期を持つ放射能が生成してしまい、結局、93 番

づいて、バークレー・グループのメンバーであっ元素を同定することはできなかった。

た Seaborg はアクチニウムに続く 14 元素をアクチ

Fermi らの報告に興味を持ったベルリン大学のニドとして稀土類の様に周期表の III 族の位置にHahn は弟子の Strassmann と共に追試実験を行張り出すアクチニド仮説を提唱し、広く受け入れい、優れた化学分離技術を駆使して、生成物の中られることになる。アクチニド仮説の登場によっに独自に三つの壊変系列を見出した。そのうちのて、新元素合成・検出の方法がルーチン化され、２系列は、後に彼等自身が発見することになる核

95 番から 98 番迄の元素は、アクチニド仮説の予言

分裂の生成物とその壊変核種に相当していたが、に従って計画的に作られ確認されることになった。

残る１系列は 238U の中性子捕獲反応による 239U とSeaborg らは、239Pu をターゲットに用いて α 粒

その娘核種の 239Np をほぼ正確に指摘している。

子を照射し、（α, n) 反応によって、96 番元素の242

Cm を得、更に 239Pu の二重中性子捕獲反応によしかしながら、当時はネプツニウムを単離することができなかったために、93 番元素発見の名誉って 95 番元素の 241Am を作った。両元素の確認にが彼等に帰せられるに至らず、93 番元素の認知

は、マンハッタン・プロジェクトの中で開発されはサイクロトロンの登場を待たねばならなかった。

たイオン交換法が活用された。

1940 年、カリフォルニア大学の MacMillan と97 番元素と 98 番元素に必要なことは、ターゲ

Abelson は、核分裂生成物の反跳エネルギーを測ットとして十分な量のアメリシウムを用意するこる目的で、バークレーの 60 インチサイクロトロとと、極めて効果的な化学分離法を確立することンを使ってウラン酸化物の中性子照射実験を行っであった。上に述べたイオン交換分離法は、このたところ、核分裂生成物に比べて格段に反跳エネ

目的にとってまさに理想的であった。陽イオン交

ルギーの小さい、半減期 2.3 日の放射能が生成す

換樹脂を充填したカラムに装着した稀土類元素をることを見出した。93 番元素の誕生である。同

アンモニウム α-ヒドロキシイソ酪酸で溶離させる

じ年、彼等はサイクロトロンで加速した重陽子をと、原子番号と逆の順に、重い稀土類元素から溶

直接ウランに照射して、87.7 年の半減期を持ち α出してくる。アクチニド元素も同様に原子番号と線を放出して壊変する放射能を発見した。

逆の順に溶出するだけでなく、溶出する位置が対

その後 1 年余りをかけて、93 番と 94 番元素の応する稀土類元素とほとんど同じである。これら

化学的性質を調べ、それらが周期表の VII 族のレの特質は未知のアクチニド元素の検出・同定にはニウム、VIII 族のオスミウムよりはむしろウラン

理想的であり、これ以降、元素が重くなるにつれに似ていることを確かめた。これによって、93てますます困難度が増す新元素発見の実験で威力

25放射化学ニュースを発揮することになった。

第６号

2002

独擅場であった新元素発見のレースに初めてバー

1950 年、バークレーの Thompson らは、mg 量

クレー以外のグループが参入することになった。

のアメリシウムと µg 量のキュリウムを得て、α1957 年、米国アルゴンヌ国立研究所、英国のハ

線照射によって 97 番のバークリウムと 98 番のカーウエル研究所、スウェーデンのノーベル研究所

リホルニウムを合成・同定することに成功した。

のメンバーからなる国際チームが、ノーベル研究所のサイクロトロンを使って、4 ％の 246Cm その

99 番と 100 番の二つの元素は全く意外な形で発他の同位体を含む 244Cm のターゲットに 13C を照見された。1952年 11 月 1日、西太平洋のエニウェ射した。ただし、最適のエネルギーが不明だった

トック環礁で行われた初の熱核兵器実験の際に、ため、エネルギーを分散させたビームを用い、反フィルターを積んだ無人飛行機で採取した試料の跳法によって、薄い Cm ターゲットから生成物を分析を行ったところ、原子番号の大きい元素が存

分離、電離箱で（8.5 ± 0.1）MeV の α 粒子を数個観在している可能性が認められ、改めて100 kgを越測した。半減期は 10 分であった。さらに、イオ

える量のサンゴを採取して分析を行ったところ、ン交換分離法により、101 番元素より前の位置に

イオン交換分離によりカリホルニウムよりも重い

4 個の原子を検出し、これによって 102 番元素が元素が溶出することが認められた。まず、1952

確認されたと報告した。この結果によって、彼等

年 12 月 19 日に 99 番元素が、次いで翌年の 1 月 16が提案したノーベリウムという新元素名は

日に 100 番元素が確認された。この時見付けられ

IUPACによって承認された。

た 99 番元素は半減期 20 日の253

Es, 100 番元素は 20

ところが、1958 年にバークレーのグループがFm であった。特に、検出された 100 番

行った追試実験では、重イオン線形加速器を用い元素はわずか 200 原子に過ぎなかったが、この値た、より有利な実験条件であったにも関わらず、

21を爆発時に戻すと 4 × 10 というとてつもない数

102 番元素の生成は確認されなかった。そこで、になる。核爆発の中心では超新星の爆発と同じ様

Ghiorso らは、改めて 95 ％の 244 Cm と 4.5 ％の

時間の

255

246

な状態が出現していることがわかる。

Cm からなるターゲットに 12C を照射する実験

を試み、254102 を作ることに成功し、この時の反1955 年、バークレーの Ghiorso らは 253Es の（α,応を 246Cm (12C, 4n)254102と解釈した。

n）反応により 101 番元素を合成した。この時の実

この時の実験には二重反跳法という新しい手法

験は原子を文字どおり一つ一つ作るやり方で新しが考案された。この方法は、後述する genetic

い元素を合成する最初の試みとなった。この実験

method と名付けられた親子関係追跡法と組み合253

9

Es は原子数にして 10 以下であわされて、その後の新元素合成実験において大いり、このターゲットにバークレーの 60 インチサに威力を発揮することになる。その原理は、核反イクロトロンで加速した α 粒子を衝撃させた。ビ応の際の反跳によって前方に飛び出した生成核をに用いられた14

ーム強度10cm2s−1 で約104 秒の照射を行ったが、−27

反応断面積を 10

一定のスピードで動く負に帯電したベルト状の捕cm2 と予想すると、1 回の実験集箔にまず捕集するものである。ベルト上を運ばで 1 個の 101 番元素が生成する計算になる。実際れた生成核は、その寿命に応じてα壊変する際に、には、非常に薄いターゲットから反跳で飛び出す

娘核が反跳によってベルトに向き合う位置に固定

生成核を捕集箔に捕らえ、イオン交換法で稀土類された別の捕集箔に捕らえられる。二次捕集箔上元素のツリウムに対応する位置に 5 個の原子が溶の娘核の分布状態を測れば、一次捕集ベルトのス

出することを確認した。101 番元素の名前は周期ピードから親核の半減期が求められる。また、二律の発見者であるロシアの Mendeleev にちなんで

次捕集箔上に捕集された娘核が既知であれば、そ

メンデレビウムと命名された。

の親核が同定されることになる。
Ghiorso らは、二次捕集箔の一部を切り取ってこれまで、核爆発実験で発見されたアインシュ

溶解しイオン交換法によって既知のフェルミウム

タイニウム、フェルミウムを除いてバークレーのの溶出位置に半減期 30 分の 250Fm の放射能が溶出

26

放射化学ニュースすることを確認した。このことから、生成した親
254

2002

訳ではなかった。後に旧ソ連のドゥブナのグルー

Cm ( C, 4n) 反応によっプの研究によって、 254 No の半減期は（55 ± 10）て 254102 が生成したと結論を下した。一方、二次秒であることになり、Ghiorso らの与えた 3 秒と捕集箔の代わりに α 検出器を置いて α 計数値とベいう価は誤りであることが判明したのである。こ核は 102であり、結局

246

第６号

12

254

102 の半減期を 3のことから、ドゥブナの Flerov 等は、102 番元素秒とした。この実験によって 102 番元素発見の栄の最初の確認は Donets らによる 256102 についての誉を獲得した彼等は、改めてノーベリウムという実験であると主張した。

ルトのスピードとの関係からこれに対して Ghiorso らは、自分たちの誤りに名に敬意を表したため混乱は回避されることにな

ついて、同時に生成した 2.3 秒の 252No からの α 壊った。
後に、Ghiorso と Sikkeland は、ストックホルム変の孫核 244Cf を 7.43MeV の α 粒子を放出して壊変の実験について、「この時の実験条件では、Th とする半減期 30 分の 250Fm と混同したためと釈明しの分離が不十分であったと思われる」とコメントた。その上で、254No を確認したのは確実であるしている。

から、自分たちの priority は変わらないと主張し

しかし 102 番元素の物語はこれで決着が付いた

ている。

27

放射化学ニュース

第６号

2002

＊＊＊＊＊＊＊＊

放射化学討論会ニュース＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

2002 日本放射化学会年会・第 46 回放射化学討特別講演を企画しました。口頭発表は 88 件、ポ論会予告

スター発表は 56 件を予定しております。近日中

大西俊之（実行委員会委員長

北海道大学アに申し込みされた方に正式な連絡を致します。予

イソトープ総合センター）

稿集原稿の作成を、宜しくお願いします。

表記年会・討論会は本年９月 23 日（月、祝日）

招待講演は Dr.Hofmann (Ｇ・Ｓ・Ｉ) による１題、―９月 25 日（水）の３日間の日程で、札幌市の特別講演は大熊康秀氏（北海道大学薬学研究科）、「かでる２．７」を会場にして開催します。北海桑原幹典氏（北海道大学獣医学研究科）、鬼柳善

道の９月は中秋から晩秋に差し掛かる時期で、年明氏（北海道大学工学研究科）の３題を企画しま会・討論会が終わった後で観光されると、盛夏のした。多少生物色の濃い面がありますが、他の研時期とは一味違う北海道に出会えることでしょ究分野の話を聞くことも学会員諸兄の今後の研究う。会場の「かでる２．７」は、札幌市の官庁街の発展に有益と考えました。これらの招待講演とにあり、ＪＲ札幌駅から徒歩で 10 分足らずの近特別講演は一般公開にし、学会員以外にも公開し距離にあり、参加される方には便利と思っておりて、われわれ日本放射化学会の活動を社会に理解ます。

して貰う一助になれば良いと願っております。

発表講演の募集をおこなったところ、144 件の北の札幌にお集まり頂き、有益な発表と活発な討論をして頂きたく、念じております。

申込がありました。プログラム編集委員会で検討して、口頭発表、ポスター発表、招待講演そして

28

放射化学ニュース

2002

第６号

施設だより
東北大学金属材料研究所附属材料試験炉利用施設
鈴木吉光、三頭聰明

東北大学金属材料研究所附属材料試験炉利用施

び未照射の天然ウラン・トリウムの使用・貯蔵・設（大洗施設）は、日本原子力研究所大洗研究所

保管廃棄の承認があり、後記のホットラボ棟で区が設立され材料試験炉（JMTR）が建設されるに分仕分けされた照射試料について、透過型電子顕

際して、大学共同利用の材料照射実験研究施設と微鏡観察、陽電子消滅測定等によって、各種の構して昭和 44 年に設置が認められた。高放射化試

造材料について照射欠陥、照射誘起効果等の実験料と廃棄物の運搬の便宜を考慮して、JMTR に隣研究が行われている。

接する敷地を原研大洗研より借地し、昭和 44 年 6

ホットラボ棟は、非密封 277 核種、未照射だけ

月に少量の非密封 RI の取扱いが可能な研究棟、でなく照射天然ウラン・トリウムの使用・貯蔵・続けて昭和 46 年 3 月に高放射性物質を取扱うため保管廃棄の承認があり、JMTR、高速実験炉常陽、の鉛セルを備えたホットラボ棟が完成した。以来、HFIR などの海外炉での照射試料を受入れ、鉛セ

我国大学の原子力材料研究の拠点として、照射研

ル６基を利用して遠隔操作で、照射キャプセルの究と大学院学生の教育に開放されてきた。設立当切断・解体、試料の仕分け、引張り試験、衝撃試

初は軽水炉材料の照射基礎研究が中心であった

験などが行われている。また、走査型電子顕微鏡

が、次第に高速炉、核融合炉材料の研究へと展開も設置され、ホットな試料の引張り・衝撃試験後し現在ににいたっている。昭和 56 年に核融合研の破断面の直接観察も可能となっている。

究における日米協力事業が開始されると、米国のアクチノイド実験棟では、アインスタイニウム

施設で照射された試料の照射後試験にも利用さまでの全てのアクチノイドを含む非密封 358 核れ、更に昭和 60 年からは動燃事業団（当時）の種、未照射だけでなく照射天然ウラン・トリウム、

高速実験炉常陽の利用も可能となり、材料照射研

少量の濃縮ウラン、U-233、殆ど全てのトリウ

究の厚みが一段と広がった。

ム・プルトニウム同位体の使用・貯蔵・保管廃棄

昭和 63 年にはアクチノイド実験棟が新設され、の承認があり、鉄セル 2 基とグローブボックスを

ウランや超ウラン元素に関する本格的実験が可能

利用して、照射物からの核種分離等が行われ、現となった。この分野の研究では、軽水炉の使用済

在ではバークリウムを除いてアクチニウムからカ

燃料の処理・処分に関する工学的な問題を解決す

リホルニウムまでの全てのアクチノイドの放射化る実践的な研究と、人工元素であるアクチノイド学的実験が常時可能な体制を維持している。

群の持つ新しい機能を探索し、独自の新しい利用

このようなアクチノイド棟の特色を活かして、法を切り拓く野心的な取り組みが行われている。

最近強い関心を集めているTh-229m（励起エネル

今年 4 月には角相関測定室が新設され、陽電子

ギー 3.5 eV）の核化学研究にも取組み、保有する消滅 2 次元角相関装置が設置された。大洗施設開約 100µg の高純度 Th-229 の直接励起、東北大学原設当初より精力的に陽電子消滅法によってボイ

子核理学研究施設（核理研）を利用した Th-230

ド・析出物の研究が行われてきたが、2 次元角相の制動放射照射による Th-229m の製造実験が、関装置の利用によって空孔・マイクロボイド・析

核理研、金沢大学、大阪大学、京大炉のグループ

出物の詳細な電子構造の測定解析が可能となり、と共同で実施され、Th-229m の半減期の測定に初照射誘起ナノ・サブナノ析出物の検出など原子レめて成功するなどの成果を挙げている。

ベルでの構造を明らかにする研究への展開が期待

アクチノイドの無機化学・物性科学研究の基礎されている。

としては、各種の電気炉、テトラアーク炉が整備

研究棟では、非密封 277 核種、密封６核種、及され、アクチノイド化合物の製造・結晶育成、単29

放射化学ニュース

第６号

2002

結晶の引き上げ等が可能である。特筆すべきこと

施設は、核融合炉材料開発等の先進的な研究だけ

は、水溶液電気分解によりウラン、ネプツニウム

でなく、今後も材料照射研究の本格的なセンターのアマルガムを調製し、その熱分解により純度のとして共同利用研究を通じて我国大学の材料照射高い金属が調製できることを世界で初めて実証し研究の推進に勤め、支援していく方針である。

たことが挙げられる。この研究は、殆どウランだ

アクチノイドに関する研究も、限られた環境科

けに限られていた我国のアクチノイド無機化学・学的な実験を除いて我国の大学では殆ど本格的な物性研究の現状を打破し、他のアクチノイドへの実験は不可能な現状である。大洗施設ではこのこ広範な展開を可能としたものとして大きな評価をとを十分認識し、JCO 事故後の規制強化、大学の受けている。

核燃料使用施設として初めて包括的核実験禁止条

原子力開発に対する批判的な風潮は無視できな

約（CTBT）に基づく IAEA の査察を受けるなど

いが、発電用原子炉の長寿命化、高経年化等の現規制・制約は多いが、自由な発想に基づく大学の実的な要請により、原子力材料の安全性に関する実験研究を支えるために、独自の取り組みと共同

研究はますますその重要性を高め、従来にない新利用研究の推進に勤めている。

しい視点からの取り組みを求められている。大洗30

放射化学ニュース

第６号

2002

＊＊＊＊＊＊＊＊

研究集会だより＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊

1. 第 3 回「環境放射能」研究会（本会 α 放射体・フリカのケープタウンで開催された。

環境放射能分科会主催）

この会議はアイソトープの製造と利用を対象と

沖 雄一（京都大学原子炉実験所）

した国際会議で、今回の主テーマは、原子炉によ「環境放射能」研究会は今年で三回目を迎え、るアイソトープの製造と利用、加速器によるアイ

3 月５〜７日に高エネルギー加速器研究機構におソトープの製造と利用、安定アイソトープの製造

いて開催された。主催は高エネルギー加速器研究と利用、アイソトープ標識と合成、アイソトープ

機構放射線科学センターならびに日本放射化学会と環境などで、ラジオアイソトープのみならず安α 放射体・環境放射能分科会、共催は日本原子力

定アイソトープの医学、ライフサイエンス、工業、学会保健物理・環境科学部会、日本原子力学会北農業、環境など広い分野への利用を含んでいる。
会議は、午前中の前半が plenary session で、午関東支部である。
本研究会は、放射化学会をはじめ原子力学会、

前中後半と午後は 3 会場に分かれての parallel

保健物理学会、放射線影響学会等各学会で活躍さ

session が組まれており、poster session は 2 日目、れる研究者に広く呼びかけ、「環境放射能」をキ

3 日目の夕方であった。会議全体では、講演数

ーワードに開催される学会横断的な研究会であっ180 件（内ポスター 55 件）、日本からの発表は 14て、今までありそうでなかったものであるとも言件（内ポスター 7 件）であったが、ロシアや発展途

え、極めて有益な研究交流の場となっている。テ

上国からの発表などにキャンセルがあり、実際のーマの環境放射能としては、自然環境放射能に加講演数は 150 件程度と推定される。筆者の発表もえ、放射線・原子力施設環境放射能が掲げられ、最終日の午後、reactor isotope production の最後

本研究会の特徴ともなっている。また今回のトピのセッションでの予定が、当日午前の最後に変更

ックスとしては、環境中のアクチニドが選ばれた。

された。今回の会議では RI の医学利用に関連し今回の発表では、大学等の研究者以外に NPOた講演が数も多く、活発な議論が行われていた印

法人からの講演もあり、環境放射能研究の裾野の象を受けた。会議のアブストラクト集の author

広がりを感じさせた。またはじめて外国の研究者

list には 530 名掲載されていたが、実際の参加者による講演があり、依頼講演として米 DOE のは250名程度とのことであった。

Hsi-Na Lee 博士による

Atmospheric Studies

この会議は「International Conference on

Using Radionuclides as Tracers など２件が発表

Isotopes, 1995（ICI ‘95）
」として、1995 年 5 月北京された。

で開催された。その後、これを引き継いで第 2 回

主催者側の情報によると、今回の参加者は 125

が、「2nd International Conference on Isotopes

名とのことであり、発表件数は約 50 件であった。

(2ICI)」として 1997 年 10 月にシドニー（オーストラ

昨年までは会期は２日であったが、今回から３日リア）で、第3回「3rd International Conference on

間となり、充実したプログラムとなった。これかIsotopes (3ICI)」が、1999 年9月にバンクーバー（カらのさらなる発展を期待してやまない。

ナダ）で開催されている。
アイソトープ・放射線の分野では、それぞれに

2. 4th International Conference on Isotopes

分化した専門分野の学協会が組織化されており、(4ICI)

国内学会も国際会議も通常それぞれの分野を対象

柴田誠一（京都大学原子炉実験所）に開催されることが多い。これに対して、このア標記の国際会議が 2002 年 3 月 10 − 14 日、南ア

イソトープ国際会議（ICI）はアイソトープ全般に

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2002

Elements 口頭 12 件、ポスター 7 件

わたる課題を網羅して発表討論する国際的な場を

4. Ionising Radiation in Science, Technology,

提供している。

and Arts and Cultural Heritage Preservation

次回については、インド、韓国などが会議期

口頭 8 件、ポスター 6 件

間中も誘致を積極的に働きかけたそうであるが、まだヨーロッパでの開催がないとのことで 2004

5. Production and Application of Radionuclides,

年 4 月にアムステルダムでの開催が決定した。今口頭 10 件、ポスター 8 件
6. Separation Methods, Speciation 口頭 10 件、後さらにグローバルな会議に発展するものと期

ポスター 25 件

待される。
余談になるが、南アフリカの大都市では近年治

7. Chemistry of Nuclear Fuel Cycle, Radiochem-

安の悪化が危惧されており、我々もホテルと会場

ical Problems in Nuclear Waste Managementとの移動に、わずか数 100m ではあったが、かな

口頭 20 件、ポスター 17 件

り神経を使った。今後の治安回復を願わずにはい

8. Nuclear Methods in Medicine, Radiopharma-

られない。会議後、ヨハネスバーグのソウェトを

ceuticals and Radiodiagnostics, Labelled

見学する機会を得たが、この国が経験したアパル

Compounds 口頭 17 件、ポスター 13 件
9. その他 口頭１

トヘイトの現実を目の当たりにして、しばし呆然

特別講演は初日に集中して 6 件の発表が行われとしてしまった。子供たちの明るい笑顔がせめてもの救いであった。

た。軍事利用によってもたらされた環境中の劣化

この小文を書くにあたり、この会議の interna-、最近急速に発展した超ウラン測定（P.R. Danesi）

tional advisory committee のメンバーの梅沢弘一

重元素の実験と理論の現状について（I. Zvara）、微氏（原子力安全委員会技術参与）にはいろいろご

生物の関与するアクチニドの化学的挙動の研究（H.

教示いただいた。記して感謝します。

Nitsche）、14C年代決定法のトピックス（L.A. Currie）、
ミズーリ大学研究炉を用いた放射性医薬品の研究

3. 14th Radiochemical Conference（Radchem、核関開発（G.J. Ehrhardt, A.R. Ketring, C.S. Cutler）

2002）に参加して連技術に逆風の世界的状況の中で放射化学・核化横山明彦（金沢大学理学部）

学の将来をどう開いていくべきか（J.J.M. de Goeij）

Mariánské Láznĕ (独名 Marienbad) は、ゲーテなど、新しい話題、今日的な話題はそれぞれに興も逗留したことで有名な温泉保養地でチェコの味をひいた。特に、超重元素関連では特別講演にth

引き続いて一般講演で JINR の 112 番元素の化学西を占めるボヘミア地方の北西部にある。14Radiochemical Conference (Radchem2002) は2002
年 4 月 14 日より 19 日の日程で、前回 (第 13 回) に引き続き同じこの場所で催された。参加者は地元チェコを初め、ロシア、USA、スロバキア、ドイツなど 33 ヶ国から集まり、アジアからは日本がもっとも多い 7 人の参加者で、総計 209 人であった。発表数は 251 件で、その内訳を討論主題別に
下に示してみた。
討論主題（件数は最終プログラムによる）
1. Radionuclides in the Environment, Radioecology 口頭 17 件、ポスター 41 件

会議が行われた カジノ コンファレンスセンター
玄関での一風景（左は日本原子力研究所の永目諭一郎氏、右はロシ
ア JINR の I. Zvára 先生）

2. Nuclear Analytical Methods 口頭 27 件、ポス
ター 12 件
3. Chemistry of Actinide and Trans-actinide32

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的性質に関する発表がなされ、水銀よりも希ガス

来、おおよそ３年の間隔で北米を中心に開催されに近いという結果は大変興味深いものであった。

ており、日本における初めての開催であった。米尚、プロシーディングは the Czechoslovak Journal of

国ニューヨークにおける同時テロ後間もなくであPhysics誌に今年末までに印刷される予定である。

ったにもかかわれず、過去最高となる 14 カ国、会議が行われた カジノ コンファレンスセン

１国際機関から 204 名（内国内参加者は 128 名）のターはゲーテ広場（ここにMariánské Láznĕの源泉参加を得た。

を飲めるコロナーダがある）近くの雰囲気のある会議では、各国（カナダ、フランス、ドイツ、

建物で、その名の通り時期によってカジノが催さ

日本、韓国、中国、ルーマニア、ロシア、スペイれると聞いた。発表会場のすぐ隣には、コーヒー

ン、英国、米国）におけるトリチウムの研究開発

ブレイク、昼食、懇親会が行われたテーブルのあ

状況および最新のトリチウムに係わるトピックス

るホールがあり、夜にはクラシックのコンサート

に関する基調講演（16 件）と一般発表を合わせても開かれた。また、同伴者用の近郊の観光プログ

200 件（内 5 件キャンセル）の発表があり、活発な議

ラムも充実していたようだ。17 日に行われたエ論および情報交換が行われた。基調講演のトピッ

クスカーションは Temelín 原発見学か、歴史的遺クスではトリチウムの環境への事故放出時の評価、物の見学のどちらかということで、後者ではウィ

国際熱核融合実験炉（ITER）でのトリチウム技術、ーン会議で有名なメッテルニッヒの城（再現され米国慣性核融合におけるトリチウム取扱技術、トたもの）を見に行き、最後にピルスナービールでリチウムの崩壊とニュートリノの質量、ふげんに有名な Plzen のビール工場で原発見学グループとおけるトリチウム技術についての発表が行われ、合流、工場見学後、試飲という流れだった。19

参加者の深い興味のもと、質問が相次いだ。

日の会議終了後に希望者は首都 Praha に移動し一般発表は、セッションⅠ（物性・反応、生物・て、会議主催の一日観光に参加した。会議のスタ

環境、分析・モニタリング）、セッションⅡ（施設ッフがガイドとともに同行してくれたので、参加管理、安全システム、貯蔵、廃棄物処理、設計・者はみな百塔の街 Praha を満喫することができた

シミュレーション）ならびにセッションⅢ（各種材

ようである。

料との相互作用、精製等トリチウムプロセッシン
グ、ブランケット、同位体分離）に別れ、それぞ4. 第 6 回トリチウム科学技術国際会議（Tritium

れ活発な議論および情報交換が行われた。セッシ

2001）

ョンⅠでは、微生物および植物によるトリチウム

奥野健二（静岡大学理学部附属放射化学研究施設）

水および有機トリチウムの生成と取込み、マウス

2001 年 11 月 11 日から 16 日の 6 日間、つくば国に対するトリチウム試験、環境放出されたトリチ

際会議場（エポカルつくば）で日本原子力学会がウムの挙動等を中心に 52 件の発表があった。セッ

主催し、本学会が協賛する第 6 回トリチウム科学

ションⅡでは、TPL（原研）、FZK（ドイツ・カール

技術国際会議（6th International Conference on

スルーエ）、INEEL（米国アイダホ国立工学・環境

Tritium Science and Technology: Tritium 2001）が研究所）、CEA（フランス）など世界の主要トリチ

開催された。本会議は、核融合、核分裂、水素同

ウム取扱施設における運転管理実績、TFTR（米国

位体応用などの多くの分野で理学的、工学的、生プリンストンプラズマ物理研究所）の解体に伴う物学的、医学的に世界で様々な分野で平和利用を

トリチウム廃棄物除染研究、ITER における安全目的としてトリチウムの取り扱い研究開発を進め性、等中心に 62 件の発表があった。セッションⅢている科学者および研究者が一堂に会して横断的

では金属およびカーボンタイル等とトリチウムのにその科学技術情報の交換を行う場を与え、トリ相互作用、真空容器内のダスト評価、トリチウム

チウムの取扱技術やトリチウムの性質・挙動など除去システムの評価、固体および液体ブランケッ

に関する科学的研究の国際的発展を期することを

トにおけるトリチウム挙動、トリチウム水処理、目的として開催された。本会議は 1980 年に米国等についてあわせて70件の発表があった。

オハイオ州デイトン市で第１回が開催されて以会議は次回会議をドイツ・バーデンバーデン市

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で 2004 年 9 あるいは 10 月、カールスルーエ研究

トリチウムの科学としての広がりが感じられた。

所が実施機関となって開催することが紹介され閉

次回以降ますますトリチウム研究開発が広がって会した。

いくものと大いに期待を抱かせる会議であった。

今回の会議の全般的な印象としては、ここ数回

また、本会議により全世界の広い分野のトリチウの会議では核融合関連発表が圧倒的多数を占めて

ム関連研究者が結集して議論を深め情報を共有でいたが、今回は組織委員会の努力もあり生物・環

きたことは、国際協力で設計が進められている

境、核分裂、基礎科学分野でも多くの発表があり、ITER建設に向けて大きな力となるものと信じる。

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関連学協会・研究会から
日本放射線安全管理学会の設立と展望
西澤邦秀（名古屋大学アイソトープ総合センター）

1．はじめに放射線、宇宙、非電離放射線、原子炉等の多様な

日本放射線安全管理学会は平成 13 年 11 月 7 日

分野にまたがる放射線安全管理の問題を学問的なに設立されたばかりの新米学会です。どうぞ宜し

研究対象とします。

くお願いいたします。学会設立記念特別号には、学会活動を端的に示すものは学会誌です。以下

日本放射化学会長の中原弘道先生から関連学会とに、一巻一号の論文の題名を列挙します。１. 光

して心強い励ましのお言葉を頂きましたことに、

ルミネッセンス個人線量計による大線量測定、2.

まず御礼申し上げます。また、この度日本放射線ネットワーク画像サーバーを利用した放射線取扱

安全管理学会を紹介させて頂く機会を与えて頂き

施設防犯・安全システム、3. 表面汚染測定報告書

ました工藤博司編集委員長に感謝致します。学会

作成の自動化、4. バイオアッセイ法によるヒトの設立のいきさつを振り返りつつ、学会誌をどのよ

トリチウム排泄に関する分析、5. CT 室の管理区

うに充実させて行くかについ述べることで今後の域境界の遮へい評価、6. 汚染件数を指標とした教展望とさせて頂きます。

育訓練効果の定量的解析、7. 放射性医薬品の投与を受けた患者周辺の線量測定と実効線量の算
出・・ 123I-IMP、7. 人事院規則に基づいたエッ

2．日本放射線安全管理学会の設立の動機
日本放射線安全管理学会が短時日のうちに設立

クス線装置安全管理体制の確立できたのは、以下の様な理由によるものと思われこれらの論文の中には、これまで解説や経験談ます。(1) 多くの方々が、一般論としては、放射としてしか扱われなかった論文が含まれています。

線管理あるいは放射線防護は、重要であると言う

日本放射線安全管理学会は、このような現場に密のであるが、放射線管理の研究に対する評価が低着した研究成果を積極的に受入れて行きます。

い。(2) 安全管理の研究者は広い分野に分散してしかしながら、既存の分野で評価されなかった

おり、各分野での研究者の数が少ない。論文が多内容を論文として活かそうとするわけですから、くの学会に分散して発表されているために、ます学問レベルを落とす事無く論文に仕上げることはます、放射線管理の研究の影が薄くなってしまっ

大変な作業です。論文のスタイルは、分野やジャている。(3) 放射線管理に関係する既存の学会は、ーナルによってパタンが決まっています。放射線放射線管理の実務とは離れた研究の場となってい安全管理の研究は、放射線計測、ソフトウェア、るため、研究結果を発表してもレスポンスがほと

教育訓練あるいは法令、その他にわたる幅広い分

んど返ってこない。また研究成果を論文として受野を対象とする文理融合型の研究分野です。既存

け入れる学術誌がない。(4) 情報交換によると、の分野の価値観のみで論文を評価することはでき

放射線管理を表に出した科研費の申請は、ほとんません。放射線安全管理学に対するイメージは、

ど採択されていない。(5) それにも係らず、放射人各々ですから、最初は、編集委員の間でも、学線管理に関する科学的な研究が必要であると考会員の間でも、論文の評価や論文の書き方を巡っ

え、努力している人が大勢存在し、同じ価値観をて厳しい意見の相違がでて来ることが予想されま共有出来るコミュニテイを求めていた。

す。また論文の評価基準がゆれ動くこともあるはずです。これまで、異分野の研究者が放射線安全

3．日本放射線安全管理学会とは

管理学とはなんぞやと、真剣に意見を戦わせる場

日本放射線安全管理学会では、密封 RI、非密が無かったわけですから当然のことです。俗っぽ

封 RI、加速器、放射光、核燃料、核融合、医療い言い方になりますが、これからは、生活をかけ35放射化学ニュース

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4．終わりにて論戦するわけです。率直な意見交換を通して議論を深めることによって、混沌とした状況のなか

放射化学討論会の時代からの長い伝統ある日本から、放射線安全管理学に相応しい多様な価値観

放射化学会と比べて、日本放射線安全管理学会は、を包含する新しい概念と論文のスタイルが創造さ設立後、日も浅い学会ですが、学問を通じて社会れてくるものと確信しています。それは、苦しみに貢献しようとする点では共通です。日本放射線でもあり、また、楽しみでもあります。私は、そ安全管理学会には、多くの日本放射化学会の会員

れを混沌へのチャレンジと呼んでいます。

の皆様にも御参加頂いておりますので、お互いに協力しあえる場面も沢山あるものと思います。先輩学会として御指導のほど、宜しくお願いいたします。

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