ISSN 2433-4936

2020 年 3 月

放

射

化

学

第 41 号

原著
海岸丘陵により傾斜した冬季雷雲からの制動ガンマ線の解析

特集
日本放射化学会第63回討論会(2019) 木村賞 学会賞 奨励賞 若手優秀発表賞受賞者による研究紹介放射化学

第 41 号

2020

放射化学
第 41 号
令和 2 年（2020 年）3 月 20 日

目次
原著
海岸丘陵により傾斜した冬季雷雲からの制動ガンマ線の解析（黒崎裕人）………………………

1

特集
日本放射化学会第 63 回討論会 (2019） 受賞者による研究紹介
木村賞
113 番元素の発見による放射化学への貢献（森田浩介） …………………………………………… 16

学会賞
第一イオン化エネルギー測定によるアクチノイド系列の確立ならびに超重元素領域における核化学研究の開拓（佐藤哲也）…………………… 19

奨励賞
振動和周波発生分光法を用いたランタノイドおよびアクチノイド研究の界面化学への展開（日下良二）……………………………………………… 29

4 価アクチノイドの錯生成および溶解度に関する熱力学的研究（小林大志） …………………… 34

福島第一原子力発電所事故で放出された放射性核種を含む食品などの分析（小豆川勝見）…… 40

若手優秀発表賞
福島原発事故により放出された不溶性粒子に含まれるプルトニウムの定量（五十嵐MRTOF+α–ToF を用いた

Ra の質量−崩壊特性測定（庭瀬207淳哉）…… 46暁隆） ……………………………… 48

ラマン分光法と X 線吸収分光法による二酸化ウランの酸化状態分析（蓬田
水溶液中におけるボロノ基−アスタチン交換反応の特異性の解明（尾幡匠）………………… 50穂乃香）……………… 53

3 価陽イオン状態におけるランタノイド・アクチノイドの錯形成能の差異とイオン半径の推定（柏原歩那）……………………………………… 55

緑泥石標準試料中に存在する鉄の化学状態とその温度依存性（濱坂佳武）……………………… 58

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会議報告
日本放射化学会第 63 回討論会 (2019） 実施報告（別所第 58 回核化学夏の学校報告（小森光太郎、北辻章浩、塚田和明） … 61有希子）…………………………………………………………… 67

放射性物質環境動態調査事業報告会報告（青野辰雄、山田日本学術会議「原子力総合シンポジウム 2019」（上坂裕）………………………………… 69充） ………………………………………… 71

時過ぎて
古川路明先生を偲んで（篠原厚）……………………………………………………………………… 75

情報プラザ（国際国内会議）………………………………………………………………………………… 79
学会だより……………………………………………………………………………………………………… 80「放射化学」規定など ………………………………………………………………………………………… 84「放射化学」論文編集委員会規定「放射化学」発行規定「放射化学」論文投稿規則「放射化学」論文投稿の手引き
学位論文要録執筆候補者の推薦について「会員の声」欄へのご寄稿のお願い
会員の異動に伴う連絡のお願い
賛助会員リスト
広告

表紙の説明
日本放射化学会創設 20 周年記念パネル討論会〜 放射化学の未来を考える 〜（いわき市・いわき産業創造館）

放射化学 第 41 号 2020

原著
海岸丘陵により傾斜した冬季雷雲からの制動放射ガンマ線の解析
Simulation of bremsstrahlung gamma ray from winter thunderclouds
which were tilted along the slope of coast hills
黒崎裕人

新潟県放射線監視センター〒 945 0034

新潟県柏崎市三和町 5 48

Hirohito Kurosaki
Niigata Prefectural Institute of Environmental Radiation Monitoring
5-48 Sanwa-cho, Kashiwazaki-shi, Niigata, 945 0034, Japan（2019 年 12 月 3 日受理）
要旨
日本海に面した海岸丘陵周辺の NaI シンチレーション検出器を備えたモニタリングポ
スト 10 局で、冬季雷雲からの制動放射線を観測した。雷雲からの放射は上陸直後から始まり、横一列に並び西南西から風下の東北東へ向かって直線的に移動した。その速度
は丘陵手前で 14.5 m/s、丘陵を越えた後は 10.0 m/s に減速したが、いずれも雷雲速度（風速）1.1 〜 8.0 m/s より早かった。一連の制動放射は、全長 4,410 m、観測時間 5 分 30 秒、
幅は平坦部 540 m、傾斜部 970 m であった。雷雲標高は平坦部で 73 m と海岸丘陵 71 mとほぼ同じ高さであり、傾斜部は、海岸丘陵の傾斜と同じ角度で上昇していた。3 局での計数率の変動を「傾斜サーチライトモデル」で解析したところ、モデルから算出された計数率と空間放射線量率の変動は実測値と良く一致したが、いずれの地点も計数率のピークから 66 〜 100 秒後に、21 〜 22 nGy/h の未知ピークが現れた。
キーワード
制動放射ガンマ線、冬季雷雲、日本海沿岸、傾斜サーチライトモデル、海岸丘陵
Key words
Bremsstrahlung gamma ray, Winter thundercloud, Coast of the Sea of Japan,
Tilted searchlight radiation model, Slope of coast hills

はじめに

1.

め雷雲中の空気をイオン化し、種となる電子を遊

近年、雷雲から数 MeV を超えるエネルギーの離させる。それらの電子は、雲底のプラスに帯電

制動放射ガンマ線を、数十秒〜数分間観測した事した雨滴方向へ、すなわち雷雲の強電場によりされている。制動放射が起きる仕組

地上方向へ急加速し、高い運動エネルギーを得としては、まず、雲が発達する際、上て次々と周囲の電子をはじき出す。これは RREA

昇気流により氷塊、あられや雨滴が激しくぶつか（Relativistic Runaway Electron Avalanche）23, 24）とり合って静電気を生じ、それらが分極して強力な呼ばれている。加速された電子は、雷雲を抜ける

電場を発生し雷雲となる。そこへ外部から 2 次宇と同時に電場がなくなるため、空気とぶつかり急

宙線などが侵入すると、その高いエネルギーのた激にその運動エネルギーを失う。それに相当する

例が報告
み

1 22）

1, 5, 16, 20）

1

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エネルギーは、制動放射線として放出され地上ま射口が移動する速度、さらには雷雲が本当に傾斜で到達し、時には 10 MeV を超えるガンマ線が観しているのかという制動放射現象の平面的または測される。これらが現段階で想定されている有力

立体的な観測ができず、雷雲からの制動放射の全な説である。

景を把握する上では、複数地点での同時観測が必
須課題であった。

また、雷雲でありながら、必ずしも落雷を伴わないこれらの放射現象は、観測者によりロン

このような中、2018 年 4 月 8 日に前述のモニグ バ ー ス ト 2, 4, 11, 17）、TER (Transient energetic

タリングポストにおいて、東京電力ホールディン

radiations）3, 15） ま た は TGEs (Thunderstorm

グス株式会社（以下、東京電力という）が設置し、あるいはガンマ線ているものも含めて、10 局で同時に制動放射線

16, 19）Ground Enhancements）
グローなどと呼ばれている。

が観測された。そこで前述のモデル等を使って解その観測場所は、雷雲により近づく目的から富析を行った結果、この雷雲からの放射は、前報 21）

士山 3）や乗鞍岳 4）、さらにはチベット高原（中華よりさらに低い標高 100 m 以下の海岸丘陵に沿っ人民共和国）やアラガツ山（アルメニア共和て発生したことが判明した。また、これまで雷など、標高 3,000 m 級以上の高山が中心

雲の放射口の移動速度は、従来、雷雲の移動速国）

20, 22, 24）

16, 19）13）である。

度 1, 5, 6, 11）つまり風速以下と考えられていたが、今一方、日本海沿岸地域では、冬季に雷雲が多く般観測された放射口の移動速度は、風速より早い

発生すると共に、雷雲標高が数百 m と、世界的という新事実を確認したので合わせて報告する。

に見ても特異的に低いことから、新潟県 2, 5, 12, 14, 17）の他、石川県 20, 22）、福井県 1, 3, 11, 15, 18） などの海岸

2.

方法

や TGF

2.1

観測局の状況

域で観測が行われ、ショートバースト

4, 20）と呼ばれる瞬新潟県の環境放射線モニタリングポストは、間的なガンマ線の放出事象と合わせて、詳細な研

柏崎刈羽原子力発電所周辺 10 km 圏内に 11 局、（Terrestrial gamma-ray flash）

22, 24 27）

30 km 圏内に 17 局の計 28 局設置され、いずれも究が進んできた。
新潟県では、柏崎刈羽原子力発電所周辺の環境

NaI 検出器などを備えている。これらの位置を放射線モニタリングを、営業運転に先立つ 1983 年

Fig. 1 に示した。今般の事例では、これらのうち

10 月から継続実施しており、現在は、発電所周発電所南局、発電所北局及び刈羽局の 3 局で制動

辺 30 km 圏内に、NaI（Tl）シンチレーション検出

放射線を検知し、最も海岸に近い荒浜局など他局

器（以下、NaI 検出器という）と電離箱を備えたでは検知されなかった。

28 局のモニタリングポストなどで放射線を監視している。その際において、著者ら

東京電力においても、発電所の敷地境界近傍で、もしばしNaI 検出器などを備えた 9 局のモニタリングポス

ば同様の現象を観測してきた。そこで、これらのトで監視しており、このうち MP 3 〜 MP 9 の現象を解明するため、2011 年に「傾斜サーチラ

7 局で制動放射を検知した。なお、観測された東し、強い季節風により雷

京電力のデータは、全て公表値 28）から引用した。

イトモデル」を提案

10）

6 9）

雲が傾いた状態で制動放射が生じると仮定した場

また、新潟県及び東京電力の各モニタリングポ

合に、地上のモニタリングポストで観測された計

ストの標高データは、国土地理院ウエブサイトか

数率の変動について、モデルの計算値と実測値がら調べた。

よく一致することを示した。さらに前報

21）

では、

海岸から 8 km 内陸に入った標高 351 m の低山地

2.2における事例について、強い季節風が吹かない条

以下に新潟県が設置している主な機器仕様を件下でもその地形により雷雲が傾いたと仮定する示す。

ことで、このモデルを応用することができた。
しかしながら、これらの事例

測定機器

検出器は、（株）日立製作所製 2 インチ× 2 イ

は 1 局でのンチ NaI 検出器 ADP 1122UR1（エネルギー補

観測例であったため、雷雲からの放射の範囲、放償式、温度補償式、検出器加温装置（35 ℃一定）

10, 21）2

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で求めた。

付き、地上高さ 1.5 m）を用いた。校正は、線源に Cs 137 を用いて年 2 回行っており、日常的にスペクトル解析には、ミリオンテクノロジーズ・

は K 40 による自動エネルギー校正機能を備えてキャンベラ（株）製スペクトルエクスプローラを

いる。

用いた。

電子記録計は、横河電機（株）製 DX2030 を用

風向風速計は、パンザマストの地上 13 m に設い、空間放射線量率及び計数率は通常モードの置した（株）小笠原計器製作所製 WS BN6（風20 秒値（例えば 7：00 のデータは、6：59：41 〜

向全方位 0 〜 540 度、風速 0.4 〜 20 m/s、気象

7：00：00 までの 20 秒間における 1 秒値の最高値）

検定取得済）を用い、制動放射線が観測されたで測定されたデータを解析に使用した。

2018 年 4 月 8 日の 6：50 〜 7：00 までの 10 分間

なお、これらの測定システムの時定数 τ は、同平均値を使った。なお、1 分値も調べ、この間に等の機能のシステムで計測した際に 3.3 秒であ風速が急変するような突風が吹かなかったことをり 29）、20 秒間隔での変動には十分追従できるこ確認した。

とを確認している。

なお、東京電力においても NaI 検出器や MCA、MCA は、（株）日立製作所製（エネルギー範囲

スペクトル解析装置など、新潟県と同等な機器を50 〜 5,000 keV、チャンネル数 1,000 ch）を用い、計数率 SCA2 は 50 〜 3,000 keV の計数率の総和使用している。ただし、MCA の通常モード測定
は 30 秒値を採用しているが、計数率は公表されとして求めた。

ていない 28）。風向風速計は、ドップラー型（標線量率換算は、G(E）関数荷重演算方式（デジ高 85 m、160 m）と風車型（標高 20 m）で測定

タル）で行った。空間放射線量率は 50 〜 5,000 keV

しているが、今般の事例では標高 160 m の値がFig.1 Location of monitoring posts.

3

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公表されている 28）。
2.3③

SCA2 ＝ SCA2L ＋ SCA2H

解析方法

で求められる。なお、低高エネルギー成分は BG

空間放射線量率（計算値）の算出との比較で決まり、BG の平均エネルギーより高雷雲からの制動放射の解析には、「傾斜サーチ

いものを高エネルギー成分、低いものを低エネ

2.3.1

ライトモデル」

10, 21）を用いた。これにより地上

ルギー成分としている。これまでの観測で高エで観測される計数率 SCA2 は、ネルギー成分は 305 〜 330 keV 以上 7） や 315 〜
335 keV 以上 8）であることを確認しており、それ

計数率 SCA2

以下は低エネルギー成分に分類している。

＝（雷雲線源初期値／傾斜後の距離減衰）× ガウス分布項＋ BG ①

既報 10, 21）では、「傾斜サーチライトモデル」でで形成されており、具体的には②式で表される。
なお、引用文献

10, 21）の計算結果を通過率で表現してきた。通過率（計算値）（％）は高エネルギー成分の割合を表し、中の同式には、括弧表記に誤植があり、本論文中の②式が正しい表記である。

通過率（計算値）（％）

SCA2（L,H）
2

計数率 SCA2H（計算値）
（cpm）

＝

D0・cos θ（L, H）
v・（t−t0）
exp {−｝＋ BG ②＝ 2
2
2（t−t0）＋h ｝ √2π・σ
2σ2
{v ・
2

2

計数率 SCA2（計算値）（cpm）

× 100（％）④

また、一方で通過率は、その定義 7, 10, 21）から⑤式

θ（L, H）は、雷雲から地上へ向けて制動放射されで表される。

る際の、低高エネルギー成分の放射角度（rad）

通過率（％）を示す。v は雷雲の移動速度（m/s）、t は経過時間（s）、t 0 は雷雲線源がモニタリングポストに最＝接近する際の経過時間（s）である。

空間放射線量率（nGy/h）× 13.0（cpm/nGy/h）
× 100
（％） ⑤
計数率 SCA2（cpm）

さらに、D 0 は空気中での減衰を無視した場合

しかし、これが特殊であったため、本報告ではの雷雲線源初期値（cpm）を示す。低高エネルギー

一般的な空間放射線量率で表現することとした。

成分は空気中での減衰率が異なるが、距離減衰にこのモデルを使って計算される空間放射線量率へ

比べたらその影響が小さいこと、及びそれぞれの D 0 を可変させることで減衰率の影響も表現での換算は④、⑤式から、空間放射線量率（計算値）（nGy/h）

きることから、ここでは空気減衰率のパラメータは省略している。h はモニタリングポストから雷＝雲放射口までの距離を表す雷雲高度（m）、σ は、ガウス分布に従い斜め下方に放射される制動放射＝

線の広がりの標準偏差（m）、BG は NaI 検出器

計数率 SCA2（計算値）（cpm）
× 通過率（計算値）（％）
13.0（cpm/nGy/h）× 100（％）
計数率 SCA2H（計算値）（cpm）
13.0（cpm/nGy/h）⑥のバックグラウンド値（cpm）を示す。これらのうち v と h は後述のとおり算出方法が規定される率（計算値）を求めることができる。本報告ではが、θ（L, H）、D 0 及び σ は、任意設定可能である。

⑥式により求められた空間放射線量率（計算値）

ただし、cos θ（L, H）は 0 〜 1 の範囲となり、また、D0 は SCA2 のピーク高さで、σ はピーク幅で制限を、実測値と比較検証した。

となり、⑥式は通過率を使わずに空間放射線量2

なお、著者らが開発した解析ソフトプログラム 10） では、雷雲線源から検知される SCA2 と、を受けるため無限とはならない。
②式において、SCA2（L, H）（cpm）は、低エネ

空間放射線量率のピークを同一局において 4 本まで重ね合わせて、総 SCA2（計算値）及び総空間

ルギー成分の計数率 SCA2L（cpm）と、高エネル
ギー成分の計数率 SCA2H（cpm）のそれぞれで成放射線量率（計算値）として 1 秒単位で経過時り立つことを示す。よって地上で観測される計数
率 SCA2（cpm）は、間変化をグラフ化することができる。これら総SCA2 の計算値と実測値のグラフが一致するよう

4

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2020②式のパラメータ（θ（L, H）、D0 及び σ）を可変させ、

3.

結果と考察

各々の最適値を求めた。

3.1

気象状況

制動放射が観測された 2018 年 4 月 8 日の天気
2.3.2

雷雲移動速度と雷雲高度図を Fig. 2 に示した。天気図は、この時期とし②式において、雷雲移動速度 v は直接測定できては珍しく、既報 21） と同様にオホーツク海上でないので、既報 21） と同様に各局で測定した風速

低気圧が発達する西高東低の典型的な冬型の気を代入した。

圧配置であった。Enoto ら 5） の 2007 年 1 月の観

また、同様に雷雲高度 h も直接求められない測例でも、類似の天気図が示されていた。また、ことから、「傾斜サーチライトモデル」の特殊形（t ≒ t 0 の時）である「点線源モデル」10, 21） を用

3 局における風向は SW 〜 WNW と西寄りで、風いて、雷雲高度 h を算出した。このモデルは、雷160 m 地点でも 8.0 m/s であり 28）、「強い季節風

雲中の点線源から全方向に向かって放射されると仮定したモデルであるが、計数率 SAC2 のピークが吹いた」状態ではなかったことが確認された。

の頂部付近（t ≒ t 0 の時、②式のガウス分布項3.2

速 は 1.1 〜 2.7 m/s と か な り 弱 い 状 態 で、 標 高

制動放射の観測は 1 になる）では、理論的に下方向への放射成分

10 局の NaI 検出器で観測された空間放射線量が地上で観測される主成分となることから、計数
率 SCA2（実測値）や「傾斜サーチライトモデル」

率（20 または 30 秒値）を Fig. 3 に示した。なお、ピークの判定は、各局における計数率 SCA2 がとよく一致し、かつ雷雲高度 h を算出できるとい

BG 値を超えてから戻るまでとした。このため、う利点がある。「点線源モデル」を⑦式に示した。

Fig. 3 では最後の刈羽局における空間放射線量率

SCA2 ＝

D0
＋ BG
2
2
v・
（t−t0）＋ h2

はテーリングが見られ、BG レベルまで戻ってい⑦ないが制動放射は終了したと判断した。なお、このピークのテーリング現象については後述する。
放射時間は全局合わせると 5 分 30 秒と長く続

2.3.3

空間放射線量率の「1 点ピーク法」による雷雲高度の推定⑦式から t ＝ t 0 の時、すなわち放射ピークが1 点しか観測されないような場合にはSCA2 ＝

D0
h2

＋ BG

⑧

が成立し、これは雷雲線源からの距離減衰を示
す最も単純な式となる。
また、⑧式は、計数率 SCA2 だけでなく、空間放射線量率でも成り立つことから、地上のモニ
タリングポストで観測される空間放射線量率をD(nGy/h)、バックグラウンド値を BG(nGy/h)、
雷雲中の初期値を D 0 (nGy/h) とすれば、雷雲高度 h (m) は
h＝

D0
D­BG

⑨

となり、1 点ピークであっても D 0 を推計できれば、雷雲高度 h を求めることができる。

Fig. 2 Sur face weather char t for Japan provided by
Japan Meteorological Agency.

5

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第 41 号2020

いた。国外では 40 分 13）や 10 分程度 16）観測されあった。また、5,000keV 以上のエネルギー成分た事例はあるが、国内では 5 分間以上継続して制も検出された。

動放射を観測できた事は希である。これは風が弱

なお、既報 21） で課題とした 511 keV の電子−いことで雷雲の移動速度が遅かった事、観測局が陽電子対消滅輝線は、NaI 検出器では明確には確

1 局ではなく 10 局に跨って連続して観測できた

認できなかった。

事、さらには落雷による制動放射の消滅

9, 18, 19, 22）を生じなかった事が要因と考えられた。

3.4

また、その最大値は MP 6 で観測された 2,163

雷雲放射口の移動方向と速度

雷雲放射口の移動方向と速度を調べるため、制が動放射が観測された 10 局の中から空間放射線量

ほぼ同じ場所で 2010 年 1 月 9 日に MP 7 で観測率が最大となった MP 6 とその風上方向に位置

した 310 nGy/h に比べ、約 7 倍も高かった。

する MP 8 を直線で結び、その延長線上を雷雲

nGy/h（6：58：00）であった

が、大野ら

28）

6）

中心が通過したものと仮定した（Fig. 5）。この仮制動放射線のガンマ線スペクトル解析

定はつまり雷雲が海岸から進入して西南西から東観測された制動放射線のガンマ線スペクトル解

北東へ進み、MP 6 上空を通過した際に、地上の析を行った。2018 年 4 月 8 日の新潟県分 3 局にモニタリングポストでの空間放射線量率の最大値

おけるピーク上昇時（7：00）からピーク上昇前が観測されたと想定した。この通過コースについ（6：50）を差し引いたガンマ線差分スペクトルての検証は、後述する。

3.3（青横棒）と、ピーク上昇前（6：50）のスペク

次に、他のモニタリングポストと雷雲中心の進トル（赤縦棒）を、Fig. 4 に示した。

行コースを垂線で結び、海岸線を起点として、各と同様に、差分スペクトルでは低エ

垂線との交点の距離を求めた。この距離と Fig. 3

ネルギー成分の 50 keV から高エネルギー成分のの各モニタリングポストで観測された空間放射線5,000 keV 以上まで連続したエネルギー放出が見量率のピーク時刻についての関係を Fig. 6 に示しられ、特に 3,000 keV 以上のエネルギー成分が観た。各モニタリングポストの測定時刻は 20 〜 30

測されたことが雷雲からの制動放射線の特徴で秒値であることから、Fig. 6 では測定時間内の最既報

6 8, 21）

Fig. 3 Variations of NaI dose rate in 20 or 30 sec intervals on Apr. 8, 2018.

6

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10000

Counts / 10 min

1000

KariwaBi-214(609keV)

100

K-40(1461keV)

5000keV≦

10

1

0

500

1000

1500

2000

2500
Energy / keV

3000

3500

4000

4500

5000

10000

Counts / 10 min

1000

Hatsudensyo kita

Bi-214(609keV)
100

K-40(1461keV)
5000keV≦

10

1

0

500

1000

1500

2000

2500
Energy / keV

3000

3500

4000

4500

5000

10000

511keV?

Counts / 10 min

1000

Hatsudensyo minami

100

Bi-214(609keV)

5000keV≦K-40(1461keV)
10

1

0

500

1000

1500

2000

2500
Energy / keV

3000

3500

4000

4500

5000

Fig. 4 Gamma ray spectra by the NaI (Tl) scintillation detector on Apr. 8, 2018 at three monitoring posts.
Blue (horizontal) line : background-subtracted (7:00-6:50)
Red (vertical) line : background (6:50)

終時刻でプロット（例えば 7：00 のプロットはで移動していることを表している。つまり、各局

30 秒値であれば、6：59：31 〜 7：00：00 の間ので観測された雷雲からの放射口は、進行方向に対

1 秒値の最大値）し、それがわかるように測定時し横一列に並んで移動したものと推定された。

間を横バーで記した。なお、時間軸は放射線が観

また、前者の直線はその傾きから移動速度は測される以前の 6：55 分を起点とし、その後の経

14.7 m/s であり、その速度から MP 9 で最初に過時間を横軸とした。

放射が観測された時刻は、距離に換算すると海岸

その結果、MP 9 〜 MP 6 までと、MP 5 〜刈から 268 m 内陸に入った地点と判明した。なお、羽局までの 2 つの直線に分かれたが、10 局の垂MP 9 よりも海岸線に近い荒浜局では制動放射が線と進行コースの交点が、速度を表す直線上に並検知されなかった事から、上陸以前から制動放射

ぶことがわかった。これは各局の垂線が同じ速度線が放出されていたとは考えにくい。つまり、雷

7

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6.9m/s

3.1m/s
MP-3

ENE

MP-4
Hatsudensyo
2.7m/s
kita
MP-5

MP-9

MP-7

MP-8

Kariwa2.3m/sMP-6
Hatsudensyo
minami

1.1m/s

1.9m/s

WSW
2.6m/sArahama
3.6m/sFig. 5 Estimated course of thunderclouds on Apr. 8, 2018.
Yellow arrow : Estimated course of thunderclouds
Red line：Perpendicular to course of thnuderclouds from monitoring posts
Yellow star : Estimated radiation starting point（268 m from the coastline)
Wind direction and wind velocity：Average value (6:50 〜 7:00) at 13 m above the ground

雲が海上から上陸後、268 m 内陸の地点で制動放射を開始し、それを MP 9 で検知したものと推定された。
一方、後者の移動速度は同様に 10.0 m/s であり、制動放射の終了位置は刈羽局から少なくとも800 m の地点であると推定された。これら前者と後者の間には、標高 71 m の海岸丘陵が位置していることから、雷雲の放射口がこの海岸丘陵を通過後に、減速したものと考えられた。
なお、東京電力では、雷雲の移動経路を MP 6と西南西の風上に位置する MP 7 付近を結んだ
直線上から、MP 5 を通過した直後、西北西の風に変り、雷雲移動方向が大きく曲がったと想定した

Fig.6 Velocity of radiation points of thunderclouds on
Apr. 8, 2018.
Time : Time until radiation peak top passes(Starting point is 6:55:00 )Distance : Distance from coastline on yellow
arrow in Fig.5。しかし、著者はこのコースを含めいくつ

28）

かの通過コースを想定し、Fig. 6 と同様に図示を試みたが、いずれも、Fig. 6 に比べ直線性が悪くなり、また、観測したモニタリングポストの順番

8

放射化学

第 41 号が地図と合わないなど、現象を解釈しにくい結果

3.5となった。よって、結果的に Fig. 5 で想定した通⑦式の「点線源モデル」を使って雷雲高度を算出できるのは、計数率 SCA2 を測定している新潟

過コースは妥当なものと判断した。

2020

1 点ピーク法による雷雲高度の推定

以上のように、今般の雷雲からの制動放射に県分の 3 局のみである。そこで、他局を含めた全ついて、進行方向に横一列に並んだ放射口から10 局で雷雲高度を算出できるように、空間放射放射されたこと、及び雷雲の上陸後速やかに放線量率の値を使う⑨式の「1 点ピーク法」により射が開始されたことは、これまで報告例がない求めた。
⑨式で雷雲高度 h を算出するには、D 0 を求め現象である。

る仮定が必要となる。そこで、まず地上で空間放射線量率 D が最高値となった MP 6 と、Fig. 4 でまた、3.1 で述べたように制動放射の時間帯の風速は、地上付近で 1.1 〜 2.7 m/s、標高 160 m
でさえも 8.0 m/s であった 28）。これに対し放射雷雲中心の通過コース上に想定した MP 8 にお口の移動速度は 10.0 〜 14.7 m/s と大幅に速かっいて「これら 2 地点上空を雷雲（放射口）が同じた。これまでの研究では、放射口の移動速度は雷

標高で通過した」と仮定した。

、つまり風速以下と考えら

その結果、MP 6 での雷雲高度は 11 m、MP 8れていた。それは、観測日が比較的強風だった
ことによると思われる。例えば風速については、では 33 m と算出され、これら 2 地点における雷雲標高は 73 m、また⑨式から D0 ＝ 260 μGy/h とTorii ら 1） は 7.2 〜 12.5 m/s を、Wada ら 21） は算出された。

19.3 m/s を観測した。また、Torii ら 11）は放射ピー

ここで 2 つ目の仮定として「観測された全 10
局における雷雲初期値 D0 が均一（同値）である」

雲の移動速度

1, 5, 6, 10, 11）

ク位置を比較することで放射移動速度を 7.1 m/sと推計し、それは風による雷雲の移動と考えた。
も 移 動 速 度 50 km/h（ ＝ 14 m/s）とした。これは、雷雲からの放射条件を最も単純化させるための仮定である。この D 0 の値を使っを観測し、典型的な事例だと報告した。一方、て他の局も同様に h を計算したものと、各モニタ

Kuroda ら
Enoto ら18）25）の観測事例は、落雷を伴う TGF では

リングポストの標高（検出器高さ 1.5 m を含まな

このように、これまで観測された風速は本報告い）を Table 1 に示した。
また、算出した h と、各モニタリングポストのを上回っており、結果として風速と放射口の移動

標高データを比較し、雷雲の進行方向を Fig. 7 に、速度に明確な差が生じなかったために、両者は同横方向への広がりを Fig. 8 に示した。

あるが風速 17 m/s であった。

じ速度であると認識されていたものと推測されFig. 7 において、前述のとおり MP 6 と MPる。なお、本報告の風速の測定高さは、雷雲標高8 上空で同じと仮定した雷雲（放射口）標高はと同レベル以上の高さでの測定であり、雷雲標高73 m であった。これは進行方向の途中にある海付近に強風が吹いていた訳ではなかった事は後述

岸丘陵の標高 71 m より若干高く、雷雲（放射口）

する。

はこの標高を維持したまま丘陵を越えて通過したものと推定した。また、推定通過コースの地形的

Table 1 Distance from thunderclouds:h calculated by the one peak method.
MP 6

MP 7

MP 5

Hatsudensyo
minami

MP 8

MP 9KariwaHatsudensyo
kita

MP 4

MP 3

Distance from thunderclouds : h / m

11

23

25

27

35

44

51

57

66

132

Height above sea level ※ / m

60

48

53

45

38

26

9

72

65

46

D0 =260μ Gy/h, h= √ D0/(D- BG)※ : Referenced from “Denshi Kokud Web (https://maps.gsi.go.jp/)” by Geospatial Information Authority of Japan

9

放射化学

第 41 号

2020

Fig.7 Altitude of the coast hills and the thunderclouds. (Estimated course of the thunderclouds : WSW 〜 ENE)

Fig.8 Height above sea level of monitoring posts and thunderclouds by the one peak method usung NaI dose rate.
(NNW 〜 SSE)

全くの水平状態であったと推測された。

な平均傾斜度は、Fig. 7 から 3.2％であった。
なお、算出された雷雲標高 73 m は、Tsuchiya

一方、MP 9 から MP 3 に至る幅 970 m においが本報告とほぼ同じ場所で観測した 290 〜て雷雲は傾斜状態を示し、直線の傾きから地表部

560 m（2007 年 12 月 ） と 110 〜 690 m（2008 年の傾斜度 11.4％に対し、雷雲（放射口）の傾斜度

12 月）や、同じく大野ら 6）の 260 〜 530 m（2010は 11.7％とほぼ一致していたことが判明した。こ

年 1 月）と比較してかなり低い状況であった。一れは雷雲の横方向に広がる海岸丘陵（発電所北局

は、福井県おおい町で約 100 m

で標高 72 m、付近の丘陵の標高は 90 m 以上）を（2012 年 1 月）の事例を観測した。今般の事例で乗り越えるために、雷雲が傾斜した状態になった雷雲標高が最も低かった要因としては、本来冬季と推測された。雷雲の進行方向ではないものの、（概ね 11 月下旬から翌年 2 月頃）に発生する雷雲

このように実際に傾斜した雷雲から制動放射を観からの制動放射が、4 月 8 日に発生したという特測した例は初めてである。

ら

12）

方、Kuroda ら

18）

異な気象状況が影響したのかも知れない。

以上、これまでの観測で得られた雷雲からの制

Fig. 8 では、MP 9 から刈羽局に至る 6 局（幅動放射の広がりと移動方向についてのイメージ図

540 m）において、各モニタリングポストの立地

を、Fig. 9 にまとめた。地上で観測された放射域

標高にかかわらず、雷雲（放射口）がほぼ平坦での大きさは、幅 1,510 m で全長 4,410 m であった。

あることが判明した。特に MP 9 から発電所南

また、同一地点での進行方向での放射の広がり

局までの 5 局（幅 506 m）は雷雲（放射口）標高は、県の 3 局で計数率を測定した結果、2,200 〜が 72 〜 74 m とわずか 2 m 差の範囲に入っており、

2,940 m（半径にすると 1,100 〜 1,470 m）であった。

10

放射化学

第 41 号

2020

Fig.9 Estimated radiation area from thunderclouds on Apr. 8, 2018.
Yellow area : The flat part of thunderclouds
Blue area：The incline part of thnuderclouds
Wind direction and wind velocity：Average value(6:50 〜 7:00) at 13 m above the ground

Tsuchiya ら 14）は 2010 年 12 月の観測で、放射域を行った。比較は双方のモデルが使える新潟県設の大きさが概ね 800 m の範囲とし、Torii ら

置分の 3 局のデータで行った。

も11）

同年 1 月の観測で放射域が半径 700 m、Kuroda

Fig. 10 に各々の方法で算出された雷雲高度をら 18） は 2012 年 1 月 に 直 径 2.5 km、Wada ら 22）

示した。なお「点線源モデル」は計数率 SCA2 を使って算出するため、比較のため SCA2 による「1は 2018 年 1 月の観測で半径 880 m であったと報測事例の放射域は、Tsuchiya らの事例より広く、

点ピーク法」の結果についても示した。まず、「点線源モデル」と SCA2 の「1 点ピーク法」は直線

Kuroda らとほぼ同じで、幅に関しては Torii らやの傾きが 0.993 となり、ほぼ同じ値であった。こWada らの事例とほぼ同程度であったことが確認れは元々⑧式が「点線源モデル」⑦式の特殊形でされた。

あることからも理解できる。これにより「点線源モデル」を使えない場合でも SCA2 の 1 点ピーク

告している。観測例が少ないものの、今般の観3.6

点線源モデルと 1 点ピーク法による雷雲高が求められれば、より簡便に雷雲高度を算出でき度の比較ることがわかった。

では「傾斜サーチライトモデル」に

一方、3.5 で使用した空間放射線量率の「1 点ピー

使用する雷雲高度を全て「点線源モデル」で算出

既報

ク法」による雷雲高度は、「点線源モデル」と比した。そこで「点線源モデル」と、本報告の解析

較した場合、直線の傾きは 0.663 となり、低めにに用いた「1 点ピーク法」による雷雲高度の比較算出されることがわかった。この差が生ずる原因

10, 21）11放射化学

第 41 号

2020

については明確ではないが、計数率 SCA2 と空間

クが移動する連続放射の形態が、結果的に地上で放射線量率に寄与する放射線のエネルギー成分のは風速程度でゆっくり移動した 2 つの放射口から違いが影響しているものと考えている。

の合成ピークとして、観測されたということを示している。これは「傾斜サーチライトモデル」が、

3.7

傾斜サーチライトモデルによる制動放射の

本来、雷雲放射の姿をミクロに表現するモデルで解析はなく、地上で観測される放射線全体としての動新潟県設置分の 3 局について、③式から計数率
SCA2（計算値）を、⑥式から空間放射線量率（計態を表現したモデルであることの証左でもある。

算式）を算出し、グラフ化したものを Fig. 11 にで新たに示した雷雲放射イメージ例のような、よ示した。

り詳細な放射モデル解析への糸口としたいと考え

よって今後は、本報告での観測事例を、前述の 3.4ている。

これらのグラフにおいて、各モニタリングポス
トで実測された SCA2（実測値）のピークは、そ100000クとして算出した。これにより 3 局とも SCA2 の

70000

90000
80000

SCA2 / cpm

実測値と計算値は良く一致した。これらの「傾斜サーチライトモデル」から得られた各パラメータ

40000
30000

450

Peak 2

400
350

60000
50000

500

Hatsudensyo
minami Peak 1
SCA2

300

Dose rate

BG:
Average value
in 0～120 s

250

Unknown tailing

200
150

を Table 2 に整理した。なお、前述の 2.3.2 に記

20000

100

10000

50

載したとおり、ここでの雷雲移動速度 v は各モニタリングポストでの風速、雷雲高度 h は「点線源00Dose rate / nGy/hの形状から 2 つのピークの合成ピークと推測されたので、SCA2（計算値）においても 2 つの合成ピー

Time(JST)モデル」で算出した値を使った。それにもかかわらず、S CA2 の実測値と計算値が一致したというWind velocity : v=1.1 m/s Cloud height : h=45 m Standard deviation : σ＝10～40 m
Radiation angle : θL＝15 degrees
θH＝30～35 degrees
30000

20000
15000

150

Hatsudensyo kita

Peak 2

Peak 1
BG:
Average value
in 0～120 s
Dose rate

Unknown

10000

100

50

5000

Dose rate / nGy/h

射口から、10 m/s 以上の速度で進行方向へピー

SCA2 / cpm

ことを考えると、実際には横一列に並んだ雷雲放

25000

SCA2

0

0

Time(JST)Wind velocity : v=2.7 m/s Cloud height : h=89 m Standard deviation : σ＝50～180 m
θH＝35 degrees
Radiation angle : θL＝25～40 degrees
200

40000

KariwaPeak 1

SCA2 / cpm

30000
25000
20000

BG:
Average value
in 0～120 s

15000

Peak 2
150

Unknown tailing

100

Dose rate

10000

50

Dose rate / nGy/h

35000

SCA2

5000
0

0

Time(JST)Wind velocity : v=2.3 m/s Cloud height : h=83 m Standard deviation : σ＝70～80 m
Radiation angle : θL＝15 degrees
θH＝30～35 degrees
SCA2(Calculated)

Fig.10 Relationship between distance from thunderclouds
by the point radiation model and that by the one
peak method.

SCA2(Measurement)

Dose rate(Calculated)

Dose rate(Measurement)

ΔDose rate

Fig.11 Comparison between the measurement count rate
(SCA2), dose rate and calculated data of these
rates by the tilted searchlight radiation model.

12

放射化学

第 41 号

2020

また、空間放射線量率は、計数率 SCA2 と比SCA2（実測値）のピークトップ時刻を経過時間 0

べてピークが遅れることがわかった。著者は既に設定し、未知ピーク位置を比較しやすいように報

10, 21）で通過率を図示し、低エネルギー成分よ並べた。

り高エネルギー成分が遅れて検知されることを報

その結果、これらの未知ピークが示す最大の空告した。⑥式に示したとおり空間放射線量率（計算値）は、高エネルギー成分 SCA2 H に比例する間放射線量率は 21 〜 22 nGy/h と、観測局にかかことから、実測された空間放射線量率のピークのわらず、ほぼ一致していた。また、出現した時間
は計数率 SCA2 のピークトップから 66 〜 100 秒

遅れは、⑥式の妥当性を裏付けている。

後であった。

ただし、空間放射線量率は概ね実測値と計算値

この未知ピークは、「傾斜サーチライトモデル」

は一致したが、ピーク後半において実測値の方がで算出できないことから、制動放射と異なるメ

高い「未知のピーク」が差分ピークとして現れた。

カニズムで生じたものと考えられる。それは既これらの未知ピークを取りまとめて Fig. 12 に示

報 21） でも指摘したが、Umemoto ら 17） や Enoto

した。ここでは各モニタリングポストでの計数率

ら 25）が検知した 511 keV の電子−陽電子対消滅

Table 2 Results of computation based on the tilted searchlight radiation model.

MP

Hatsudensyo
kitaHatsudensyo
minami

KariwaWind velocity / m/s

2.7

1.1

2.3

Cloud height / m

163

92

93

50 〜 180

10 〜 40

70 〜 80

θL / degrees

25 〜 4015

15

θH / degrees

35

30 〜 35

30 〜 35

Parameter

Standard deviation / m
Radiation angle

Fig.12 Unknown peaks of NaI dose rate (Difference between measurement and calculate).

13

放射化学

第 41 号

2020

輝線とも推測される。前者は TGF 後の 60 秒間

良く一致したが、いずれの地点も計数率のピークに、後者は TGF の 35 秒後にピークを持つ 1 分間

後 66 〜 100 秒後に、21 〜 22 nGy/h の未知ピーに及ぶ 511 keV の対消滅輝線を観測した。今般のクが現れた。これらは 511 keV の電子 - 陽電子対事例では TGF は観測されてはいないが、未知ピー

消滅輝線ではないかと推測されたが、NaI 検出器

クが 3 局の標高に関係なくほぼ同じ空間放射線量のガンマ線スペクトルからは明確な確証は得られ率を与えること、言い換えれば、放射線源が地上なかった。

付近に存在している点では、Enoto らが発見した

このような標高 100 m 以下の海岸丘陵地形にように、光核反応で生じた電子と陽電子が地上付

より冬季雷雲が傾斜し、制動放射線を発生すると近に滞留し、その対消滅現象で発生した放射線がいうメカニズムは、これまで観測例がない貴重な観測されたとも推測される。もしそうであるならデータである。

ば、「傾斜サーチライトモデル」は、制動放射線と電子 - 陽電子対消滅輝線を弁別できたことにな

本研究の一部は、日本放射化学会第 63 回討論る。しかし、3.3 で述べたように 511 keV の対消会（福島県いわき市、2019 年 9 月）で発表した。

滅輝線は、NaI 検出器では近接するエネルギーを有する制動放射線の中に埋没し、明確に確認でき引用文献なかったことから、確証は得られなかった。

（1） T. Torii, M. Takeishi et al., J. Geophys. Res.
107, D17, 4324 (2002).

4.

まとめ

（2） H. Tsuchiya, T. Enoto et al., Phys. Rev. Lett.

日本海に面した海岸丘陵周辺の NaI 検出器を

99, 165002 (2007).

備えたモニタリングポスト 10 局で、2018 年 4 月（3） T. Torii, T. Sugita et al., Geophys. Res. Lett.

8 日に季節外れの冬季雷雲からの制動放射線を観36, L13804 (2009).

測した。地上で観測した制動放射線の距離減衰を（4） H. Tsuchiya, T. Enoto et al., Phys. Rev. Lett.

基に雷雲の動向を解析したところ、雷雲からの放102, 255003 (2009).

射は上陸直後から始まり、横一列に並び西南西か（5） T. Enoto, H. Tsuchiya et al., J. Plasuma Fusion

ら風下の東北東へ向かって直線的に移動した。まRes. SERIES 8, 208 (2009).

た、その放射口速度は海岸丘陵手前で 14.5 m/s、

（6） 大野峻史、黒崎裕人他、新潟県放射線監視

丘陵通過後は 10.0 m/s に減速したが、いずれもセンター年報，8, 19 (2010)．

雷雲速度（風速）1.1 〜 8.0 m/s より大幅に早かっ（7） 大野峻史，黒崎裕人他，新潟県放射線監視た。このことは、放射口が雷雲中を放射しながらセンター年報，8, 24 (2010)．

前方へ伝播したことを示唆した。一連の制動放射（8） 大野峻史，黒崎裕人他，新潟県放射線監視

は、全長 4,410 m、観測時間 5 分 30 秒、幅は平センター年報，8, 29 (2010)．

坦部 540 m、傾斜部 970 m の計 1,510 m であった。

（9） 大野峻史，黒崎裕人他，新潟県放射線監視

また、進行方向の広がりは 1 局当たり 2,200 〜

センター年報，9, 36 (2011)．

2,940 m（半径で 1,100 〜 1,470 m）であった。雷

（10）黒崎裕人，大野峻史他，KEK Proc. 2011–7,

雲標高について、空間放射線量率を使った「1 点Proc.12th Workshop on Environmental Radio-ピーク法」で算出したところ、平坦部で 73 m とactivity, 36 (2011).
（11）T. Torii, T. Sugita et al., Geophys. Res. Lett.

一般的な冬季雷雲の標高数百 m と比べてかなり低かったが、海岸丘陵 71 m とほぼ同じ高さであ38, L24801 (2011).

り、また傾斜部は、海岸丘陵の斜面と同じ角度で（12）H. Tsuchiya, T. Enoto et al., J. Geophys. Res.

傾斜し、上昇していたことが確認された。これらの内 3 局の計数率 SCA2 の変動を「傾斜サーチラ（13）H. Tsuchiya, K.Hibino et al., Phys. Rev. D 85,

116, D09113 (2011).

イトモデル」で解析したところ、モデルから算出

92006 (2012).

された計数率と空間放射線量率の変動は実測値と（14）H. Tsuchiya, T. Enoto et al., Phys. Rev. Lett.

14

放射化学

第 41 号

2020

線監視調査結果

111, 015001 (2013).

令和元年 8 月，p.96 (2019).

（29）黒崎裕人，大野峻史他，新潟県放射線監視（15）T. Torii, T. Sugita et al., J. Atmos. Electr. 34, 1

センター年報，8, 32 (2010)．

(2014).
（16）A. Chilingarian, J. Atmos. Terr. Phys. 107,

Abstract

68(2014).
（17）D. Umemoto, H. Tsuchiya et al., Phys. Rev.

Br emsstrahlung gamma ray fr om winterthunderclouds were obser ved at ten monitoring

E93, 021201 (2016).
（18）Y. Kuroda, S. Oguri et al., Phys. Lett. B758,

posts by NaI scintillation detector around hills
along the coast of the Sea of Japan. The gamma

286 (2016).
（19）A. Chillingarian, Y. Khanikyants et al., J. Geo-emission from thunderclouds began on thephys. Res. Atmospheres 122, 7582 (2017).

occasion of landings. These source of radiation（20）Y.Wada, G. S. Bowers et al., Geophys. Res.

lined up in a row, and moved from WSW to ENE at

Lett. GL077784 (2018).

a speed of 14.5 m/s before passing over the hills（21）黒崎裕人，放射化学，39, 1 (2019).

and 10.0 m/s after that. These moving speed were

（22）Y. Wada, T. Enoto et al., Commun. Phys.,

faster than the clouds moving speed (wind speed)

https://doi.org/10.1038/s42005-010-0168-yof 1.1-8.0 m/s. The bremsstrahlung lasted 4,410(2019).

m, with a duration of 5 min 30 sec. Flat part width（23）A. V. Gurevich, G. M.Milikh et al., Phys. Lett.

of the radiation area was 540 m and that of inclined

A165, 463 (1992).

part was 970 m. The clouds height at the flat part（24）J. R. Dwyer, D. M. Smith et al., J. Plasma

was 73 m, almost as same as the coast hills height

Physics 81, 475810405 (2015) .

71m. And the inclined part of the thunderclouds（25）T. Enoto, Y. Wada et al., Nature 551, 481

rise along the coast hills. Total count rate at three(2017).

monitoring points were simulation used by the（26）D. M. Smith, G. S. Bowers et al., J. Geophys.
Res. Atmospheres 123, 11321 (2018).

tilted searchlight radiation model, the results ofcount rate and dose rate calculated from this（27）Y.Wada, T.Enoto et al., Phys. Rev. Lett. 123,

model were in good agreement with measurement

061103 (2019).

data. But unknown peaks of 21-22 nGy/h appeared（28）東京電力ホールディングス株式会社，平成66-100 sec after the count rate peak top.

30 年度柏崎刈羽原子力発電所周辺環境放射

15

放射化学

第 41 号

2020

特集 日本放射化学会第 63 回討論会（2019）受賞者の紹介
木村賞
森田浩介（九州大学大学院理学研究院）

受賞題目：113 番超重元素の発見による放射化学の発展への貢献＜授賞理由＞のです。検出には、本グループで開発した気体充日本放射化学会の木村賞は、2017 年の日本放射

填型の反跳核分離器を用いることで、大強度ビー

化学会授賞規定の一部改訂に伴い、会員・非会員

ム照射実験中に生じる副反応生成物を含む多量のにこだわらず、「永年にわたって放射化学および粒子から稀少な超重原子核を分離されました。そその関連分野の発展に多大な貢献をし、この学問

して、位置有感な半導体検出器で、一連の α 壊変

分野において特に優秀な研究業績を挙げた者に授及び自発核分裂壊変の場所・半減期・エネルギー

与する」こととなりました。その意図として、国を計測することで、113 番元素を同定しました。

内外問わず広い視野で放射化学の分野で多大な貢このように、本研究の成功には、強度が増強され献をした方々に授与することを目指しており、候た加速器と、超重元素の効率的な分離器を開発・補者の選考は理事の推薦に基づきます。こうした応用したことが、重要な要素となりました。これ

取り組みを通じて、放射化学が幅広い分野と連携

らの成果は、原子核同士を 9 年間で 400 兆回も衝し、さらに発展していくことを目指しております。

突させる地道な実験を忍耐強く続けられた結果得このような新しい木村賞の最初の受賞者としられたものでありました。この間、113 番元素はて、九州大学の森田浩介博士を選考させて頂けた

3 事象で確認され、どれも 113 の陽子数、278 のことは、本学会にとっても大変喜ばしいことで質量数を持ち、その結果は、2004 年、2007 年、す。もとより森田先生は、本会会員でいらっしゃ2012 年に以下に示す論文として公表されました。

いますが、既に学士院賞など多数の受賞も受けてこれらの業績は、放射化学分野の発展への貢献がいらっしゃる先生です。また森田先生は、本受賞極めて大きく、多くの方に新たな指針を与え、新が、森田先生が研究代表者である研究グループ全

しい分野を切り拓くものであります。これらのこ体の受賞であり、森田先生はその代表として受賞とから、日本放射化学会受賞候補者選考委員会は、するものであると述べられています。今回の森田森田浩介博士を 2019 年度木村賞を受けるに相応

先生の木村賞ご受賞を機に、会員がこの分野の発しい人物として強く推薦し、同理事会で承認され展にさらに邁進されることを選考委員会としてもたものであります。

期待致します。以下、森田先生（とその研究グルー＊ 113 番元素を確認した 3 つの論文

プ）への授賞理由をお示しいたします。
森田浩介博士は、理化学研究所の実験チームを① K. Morita, K. Morimoto, D. Kaji, T. Akiyama,

率いて、未知の超重元素である 113 番元素を合成

S. Goto, H. Haba, E. Ideguchi, R. Kanungo,

し、様々な手法を駆使してその検出を行いました。

K. Katori, H. Koura, H. Kudo, T. Ohnishi, A.

そして、報告された結果は国際純正・応用化学連Ozawa, T. Suda, K. Sueki, H. Xu, T. Yamaguchi,

合によって新元素と認定され、同研究グループは

A. Yoneda, A. Yoshida, and Y.-L. Zhao, Experi-

アジアで初めて元素の命名権を得ました。合成に

ment on the Synthesis of Element 113 in the

用いた手法は、原子番号 83 のビスマスの標的に、Reaction 209Bi(70Zn,n)278113, Journal of Physical

理研の線形加速器から原子番号 30 の亜鉛のイオ

Society of Japan 73 (2004) 2593-2596.

ンビームを引き出して照射し、核融合反応によっ② K. Morita, K. Morimoto, D. Kaji, T. Akiyama,て 113 番元素を合成し、それを同定するというも

S. Goto, H. Haba, E. Ideguchi, K. Katori, H.

16

放射化学

第 41 号

2020＜授賞者へのインタビュー＞

Koura, H. Kikunaga, H. Kudo, T. Ohnishi, A.
Ozawa, N. Sato, T. Suda, K. Sueki, F. Tokanai,

113 番元素の発見による放T. Yamaguchi, A. Yoneda, and A. Yoshida,
Observation of second decay chain from

射化学への貢献

278

113,

Journal of Physical Society of Japan 76 (2007)
森田045001.

浩介

九州大学 大学院理学研究院③ K. Morita, K. Morimoto, D. Kaji, H. Haba, K.

教授

Ozeki, Y. Kudou, T. Sumita, Y. Wakabayashi,
A. Yoneda, K. Tanaka, S. Yamaki, R. Sakai, T.

（写真：九州大学提供）

Akiyama, S. Goto, H. Hasebe, M. Huang, T.

理化学研究所 超重元素研究開発部 部長Huang, E. Ideguchi, Y. Kasamatsu, K. Katori,
1． 木村賞を受賞したことについて、どのような

Y. Kariya, H. Kikunaga, H. Koura, H. Kudo, A.

感想をお持ちでしょうか？

Mashiko, K. Mayama, S. Mitsuoka, T. Moriya,
M. Murakami, H. Murayama, S. Namai, A.

放射化学、核化学の大先輩・大巨人である木村Ozawa, N. Sato, K. Sueki, M. Takeyama, F.

健次郎先生の名を冠した賞を受賞するにあたり、Tokanai, T. Yamaguchi, and A. Yoshida, New

大変に光栄に思うと同時に非常に感激しておりま

Result in the Production and Decay of an

す。この研究は、多くの共同研究者とともになさIsotope, 278113, of the 113th Element, Journal of

れた研究なので、共同研究者とともにこの賞の受

Physical Society of Japan 81 (2012) 103201.

賞を喜びたいと思います。
2． 新元素合成の研究において、どのような事が＜森田博士略歴＞

最も困難だったでしょうか？

生 年 月： 1957 年 1 月

非常に長い時間がかかる研究なので、成果が出

1979 年： 九州大学 理学部 物理学科卒業

ない長い期間に「自分たちのやっていることが本1984 年： 九州大学 大学院理学研究科 物理学専攻

当に正しいことをやっているのか？」と、時には博士後期課程満期退学

不安になることがあり、それが最も困難なことで1984 年： 理化学研究所 サイクロトロン研究室 流

した。

動研究員
1984 年： 理化学研究所 サイクロトロン研究室 研

3． 新元素を合成するという偉業を達成できた鍵

究員補

は、どこにあったとお考えですか？

1991 年： 理化学研究所 サイクロトロン研究室 研
究員

いくつかある中でも大きな鍵は、共同研究者が1993 年： 博士（理学）（九州大学）

困難な実験に対して手を抜くことなく、非常に真1993 年： 理化学研究所 サイクロトロン研究室 先

面目に取り組んで頂いたこと。そして、理化学研究所の研究体制が研究者に大きな自由を与えてく

任研究員
2006 年： 理化学研究所 森田超重元素研究室 准主れたので、成果を急かされることなく実験にじっ
くり取り組ませてもらえたことが大きな要因だと

任研究員
2013 年： 九州大学 大学院理学研究院 教授

考えています。

2013 年： 理化学研究所 超重元素研究グループ グ
4． 現在取り組んでおられる 119 番元素の合成

ループディレクター（兼務）について、意気込みをお聞かせください。

2019 年： 理化学研究所 超重元素研究開発部 部長

ここ数年間の間に周期表の第７周期が 118 番元（兼務）

素オガネソンによって完成したので、119 番の探索は、周期表の形に第 8 周期を新たに書き加える

17

放射化学

第 41 号

2020という大きな仕事になるとともに非常に興奮する

・ IUPAC, "Discovery of the elements with atomic

テーマでもあるので、これまでと同様に力を入れ

numbers greater than or equal to 113", Pureて研究に取り組んでいきたいと考えています。

Appl. Chem. 83, 1485 (2011).
・ IUPAC, "IUPAC is naming the four new ele-

5． 元素合成以外ではどのような研究にご興味がments nihonium, moscovium, tennessin, andありますか？

oganesson", IUPAC r elease, 8 June 2016.

原子力発電所から発生する放射性廃棄物の処理(https://iupac.org/iupac-is-naming-the-four-new-

に関する研究など、目に見える形で世の中の役にelements-nihonium-moscovium-tennessine-and-立つ研究に取り組むことに大変興味があります。

oganesson/)・ IUPAC, “IUPAC Announces the Names of the

6． 日本放射化学会の若手会員に対して、期待しelements 113, 115, 117 and 118”, IUPAC release,

たいことをお聞かせください。

30 November 2016. (https://iupac.org/iupac-

放射化学は基礎研究、応用研究どちらに関して

announces-the-names-of-the-elements-113-115-

もこれからも人類に求められることが多くあり、

117-and-118/)

沢山やらなければならないことがあると思うの・「理化学研究所において 113 番新元素の合成とで、若い方々にこの方向に興味を持って頂いて、確認に成功」森田浩介

この分野に入っていただきたいと考えています。

化学と工業 , 65--11, 872(2012).
・ インタビュー「113 番元素の合成に成功した

7． 放射化学の研究分野に対してはどのようなこ

森田浩介 博士」現代化学とを期待しますか？

2, 24 (2013).

・ 連載講座「重元素・超重元素の科学（原子核物理学）」Radioisotopes 67, 243 (2018).

エネルギー問題や環境問題など解決していく手

・ 朝日新聞『新元素発見の森田教授「堂々とニ段として、放射化学や核化学は非常に大きなポテ
ンシャルを持っていると思うので、その点を考え

ホニウム言える」』2016 年 12 月 1 日 (https://てこれらからも皆さんとともに、研究に携わってwww.asahi.com/ar ticles/ASJD13CQTJD1TI-

いきたいと考えています。

PE00H.html?iref=pc_ss_date)・ 日経サイエンス 2016 年 3 月号、2016 年 8 月号

8． 放射化学以外の研究分野との連携について、・ ＜特別インタビュー＞

ご意見をお聞かせください。

ウムの発見とさらなる探求，Newton 別冊『完

核物理や基本構造を扱う素粒子物理学、宇宙物

全図解

理学などの分野で解決すべき問題に対して、放射化学では「核」を化学という異なった視点からのアプローチで攻めているので、これらの研究分野
から大変興味が持たれています。核化学に限らず、異なる視点を持った研究分野が集まって、連携を積極的に深めたら良いと考えています。
113 番元素に関連する報道や特集など
・ 理化学研究所

公式ページ：http://www.nishina.

riken.jp/113/
・ 理化学研究所

森田博士に聞くニホニ

プレス発表：http://www.riken.

jp/press/2015/20151231_1/
・「113 番 元 素 の 名 前 が「nihonium」 に 決 定 」
RIKEN NEWS 427, 12 (2017).

18

元素と周期表』放射化学第 41 号

2020

特集 日本放射化学会第 63 回討論会（2019）
学会賞
佐藤哲也（日本原子力研究開発機構 先端基礎研究センター）

受賞題目：第一イオン化エネルギー測定によるアクチノイド系列の確立ならびに超重元素領域における核化学研究の開拓＜授賞理由＞

利用して、Lr の第一イオン化エネルギーを初め佐藤哲也博士は、高温の金属表面で起こる表面て決定したところ、得られた値は 4.96 ± 0.08 eV

電離過程を応用し、重・超重元素のような低生成だった。これと並行して共同研究者が行った相対量・短寿命同位体に適用可能な第一イオン化エネ

論計算によって求められた Lr の第一イオン化エ

ルギー測定手法を新規に開発するとともに、これ

ネルギー 4.963 (15) eV は、得られた実験値を非を実現する新型表面電離型イオン源を含む一連の

常によく再現する結果となった。原子一個の取扱実験装置の開発を着実に進めた結果、これまで従いが要求される超重元素化学の領域において、第来法による測定ができなかった原子番号が 100 を一イオン化エネルギーが実験的に決定されるの超える重アクチノイド元素の第一イオン化エネル

は、本研究が初めてのことである。加えて、このギー測定に世界で初めて成功した。

理論計算との一致は、Lr が [Rn]7s25f146d ではな

佐藤博士による注目すべき成果のひとつとしく、電子配置が変わってしまうほどの強い相対論て、103 番元素ローレンシウム（Lr）の第一イ

効果の結果 [Rn]7s25f147p1/2 をとることを強く示唆

オン化エネルギー測定が挙げられる。原子番号するものだった。この成果は、Nature 誌（T. K.

が 100 を超えるような超重元素領域では、そのSato et al., Nature 520 (2015) 209–211）にて報告

大きな中心電荷に起因する相対論効果の結果、されるとともに、同号の表紙を飾った。さらに本価電子軌道までが影響を受ける場合がある。Lr

成果を受けて、紹介記事が組まれた（A. Türler,については、周期表から予想される電子配置がNature 520 (2015) 166–167）。超重元素領域での[Rn]7s 5f 6d であるのに対し、相対論効果を考慮

初の第一イオン化エネルギーの成功と、その結した理論計算の結果 [Rn]7s 5f 7p1/2 をとる可能性

果明らかになった電子配置の異常性が注目され、

2

14

2

14

があることが、数十年来指摘されており（J. –P.

日本化学会学会誌『化学と工業』（佐藤哲也他，

Desclaux and B. Fricke, Physique 41 (1980) 943–

化学と工業，68–9 (2015) 824–826）や日本放射946 など）、周期律が成り立たなくなる最初の元化学会誌『放射化学』（佐藤哲也，放射化学，32

素として注目されていた。しかしながら、このよ(2016) 34–41）、化学同人出版『化学』（佐藤哲也，

うな重・超重元素は、重イオン核融合反応によっ

化学（化学同人），71 (2016) 12–16）等に解説記てのみ合成が可能であり、また生成する核種もす事を執筆した。また、2016 日本放射化学会年会・

べて短寿命であるため、化学的研究にあたっては、

第 60 回放射化学討論会では、同成果について招

原子一個の取扱いが要求される実験的な困難が待講演を行った。

あった。そのため、この Lr の周期性からの逸脱

一連の実験は、候補者が中心となって、原子力

は、いくつかの化学的アプローチがなされたもの

機構タンデム加速器施設に設置されているオンラの、これまで実験的に証明されたことはなかった。

イン同位体分離器（JAEA–ISOL）を利用して行っ候補者は、表面電離過程におけるイオン化効率が、た。Lr の第一イオン化エネルギー測定実験では、元素のイオン化エネルギーに依存することに着

タンデム加速器からの 11B ビームと 249Cf 標的と目した。実験的に求めた Lr のイオン化効率から、の重イオン核反応によって合成した 256Lr を、ガ

イオン化効率−イオン化エネルギーの相関関係を

スジェット搬送法によって迅速に JAEA–ISOL に

19

放射化学

第 41 号2020

輸送する。ISOL には、本研究のために新規に開デレビウム（Md）、そして 102 番元素ノーベリ

発したガスジェット結合型イオン源を装着し、イウム（No）の第一イオン化エネルギーを決定しLr を、表面電離イオン

た（T. K. Sato et al., J. Am. Chem. Soc., 140 (2018)

化を担うタンタル表面でイオン化する。生成した14609–14613）。本成果により、重アクチノイド元

イオンを、電場によって引き出し、加速・質量分素において 5f 軌道が原子番号の増大とともに一オン源内に輸送された256離する。質量分離後のイオンを捕集し、放射線測

つずつ満たされ、No で完全に満たされることを定により、イオン化効率を決定する。イオン化エ実証した。さらに Lr 原子が、No 原子の準閉殻構

ネルギーとイオン化効率の相関関係については、造にゆるく結合した最外殻軌道電子を持つことを第一イオン化エネルギーが既知である種々の短寿

実験的に示した。このことは、本研究が重アクチ

命同位体のイオン化効率を測定することによってノイドの第一イオン化エネルギーの系統的な変化調べた。

を明らかにしたことで、ランタノイドのもつ傾向

この Lr の第一イオン化エネルギーを決定した成果は、実験で対象とするとの比較によって、103 番元素ローレンシウムでLr 合成の最適条

アクチノイド系列が終わることを、初めて確かめ256

件の探索（N. Sato, T. K. Sato, et al., Radiochim.

たことを意味する。

Acta, 102 (2014) 211–219）、 測 定 を 実 現 す る た

候補者の一連の成果による最大の波及効果は、

め新規に開発したガスジェット結合型表面電離

周期表の構造に関する議論がもたらされたこと

イオン源（T. K. Sato et al., Rev. Sci. Instrum., 84である。現在周期表上では、71 番元素ルテチウ(2013) 023304）および、超重元素研究に必須なム（Lu）および 103 番元素 Lr は、それぞれラン

長時間安定実験を可能とする新しいガスジェット

タノイド系列およびアクチノイド系列の末端に位搬送法である He/CdI2 法の開発（T. K. Sato et al.,

置しているが、これは周期表が抱える矛盾点のJ. Radioanal. Nucl. Chem., 303 (2015) 1253–1257）

ひとつとして、かねてより指摘されていた（たを着実に積み重ねることにより、初めて実現されとえば、B. Schaeffer, Journal of Modern Physics,

た。ヨウ化カドミウムをエアロゾル粒子として利5 (2014) 117–122 や、W. B. Jensen, Found. Chem.,

用するこの新規ガスジェット搬送法は、従来利用

17(2015) 23–31）。IUPAC（国際純正・応用化学されてきたアルカリ金属塩化物（KCl, NaCl など）

連合）は、今回の Lr の第一イオン化エネルギー

や、塩化鉛（PbI2）といったエアロゾル粒子が抱測定結果を受けて、Lu と Lr をランタノイドおよ

えていた、イオン源内への堆積や表面電離過程のびアクチノイドから除き、新たに 3 族元素としてかく乱によるイオン化効率の悪化といった問題点再配置する可能性について議論を開始し、ワーキを解決した。また、新型表面電離イオン源は、安ンググループを立ち上げ、検討を進めている（B.

定性および高温化を達成するために改良を重ね

Mole, Science News, 187 (2015) 6–7）。

た結果、3000 K に届くほど到達温度が高いこと

前述のように、超重元素は、加速器を用いた重と、一週間以上の連続実験が可能な長時間安定性

イオン核反応によってのみ合成が可能であり、すとが得られた。これらの成果が評価され、このべて短寿命核種である。この実験的制限のため、2 つの技術はドイツ・マインツ大学 TRIGA 実験

その化学的性質はよく知られていない。従来、超原子炉に設置されているオンライン同位体分離器

重元素の化学的研究は気相中における揮発性分子

TRIGA–ISOL へと導入されることとなった。候補を対象とした揮発性研究や、液相中における錯者は、最近新たに設けられた科研費・国際共同研

形成反応等を用いて進められてきた。しかし今

究加速基金（国際共同研究強化）の第一回に採択

回、候補者が中心となって行った一連の研究によされ、ドイツ・ヘルムホルツ研究所マインツに客り、超重元素領域において新たな核化学研究の道

員研究員として滞在し、技術移転を行った。

が拓かれることとなった。原子を対象とした超重これらの成果および波及効果に加え、一連の元素核化学研究は、現在、レーザーを用いた共鳴手法を応用し、それまで測定されていなかった

イオン化法による原子レベル測定を中心に行って

100 番元素フェルミウム（Fm）、101 番元素メンいるドイツ重イオン研究所を中心とした研究グ

20

放射化学

第 41 号

2020

ループ（たとえば、No のイオン化エネルギー測なりました。当時、原研と高エネルギー加速器研

定，P. Chhetri et al. Phys. Rev. Lett. 120, 263003 な究機構（KEK）との間で、オンライン同位体分ど）と、候補者を中心とした原子力機構の研究グ

離器（ISOL）を用いた短寿命放射性同位体ビー

ループとが世界に先駆けて進めている状況であム加速プロジェクト TRIAC（Tokai Radioactive

り、候補者らがまさに当該分野における最先端のIon Accelerator Complex）が、原研のタンデム加研究を担っている。たとえば、最近の Nature 誌

速器施設において実施されていました。佐藤氏はの Feature News に寄せられた「On The Edge of

タンデム加速器の保守管理・運転業務に加えて、

The Periodic Table」と題されたレビューにおい

TRIAC プロジェクトの核心部分となる、ISOL をて、最近の注目すべき成果として紹介された 4 報

用いた短寿命放射性同位体の取り出し技術の開発の論文のうち、候補者の成果が 2 報を占めているに従事しました。ここから本格的に ISOL のイオ（P. Ball, Nature 565 (2019) 552–555）。

ン源開発に取り組むことになり、ここで培った表学会へは、2006 年日本放射化学会年会・第 50

面電離を用いた短寿命核分裂生成物のイオン化の回放射化学討論会実行委員や、放射化学会共催の経験が、本受賞の対象となる重アクチノイド元素

2011 年夏の学校世話人等としての貢献、「放射化のイオン化へと繋がっております。

学」誌での国際学会報告や留学報告、解説論文等

その後 2007 年 4 月から原子力機構の先端基礎の他、前述したように、2016 日本放射化学会年会・研究センターに配属となり、2008 年からは超重第 60 回放射化学討論会における一般公開記念講

元素核化学研究グループに加わりました。ここで演で招待講演を行うなどの形で積極的に関わっては当初、自らの学位論文の経験を活かして超重元いる。

素の気相化学的研究に取り組み、特に 105 番元素

以上のように、候補者の一連の成果は、核・放ドブニウム（Db）の気相化学分離手法の開発を

射化学分野の発展において極めて大きなブレイク

精力的に進めました。また並行して、ローレンシ

スルーをもたらし、世界的にも特筆すべき成果とウムのイオン化に向けたイオン源の開発も開始しして注目されるとともに、超重元素における原子たところでした。しかし気相化学分離装置の完成を対象とした核化学研究を開拓し、さらには元素直前というところで、ローレンシウムのイオン化

周期表の構造に関する議論のきっかけとなった。

エネルギー測定に集中することとなり、Db の気以上により、候補者による重アクチノイド元素の相化学実験は延期することになりました。本人は第一イオン化エネルギー決定と、それを実現とし非常に残念だったと思いますが、結果的にはこれた一連の研究による核・放射化学分野への寄与はが大ブレークとなる成果へと繋がっていくことに極めて大きいと評価し、選考委員会は、佐藤哲也

なります。何が起きるかわからないものです。た

博士を日本放射化学会学会賞を受けるに相応しいだし Db の実験に関しては、2017 年に海外から人物として強く推薦する。

の博士研究員を採用し、佐藤氏の指導のもと実験（日本放射化学会賞選考委員会）

装置を完成させ、最終的には Db 化合物の揮発性に関する新たな実験結果を取得しています（現在、＜学会賞受賞者の紹介＞

理論グループと協議中）。本受賞の対象ではあり

佐 藤 哲 也 氏 は、 新 潟 大 学 の 工 藤 久 昭 教 授ませんが、これも佐藤氏の特筆すべき成果の一つの研究室にて超重元素の化学的研究を開始
し、2003 年 3 月 にになるでしょう。

Studies on the Isothermal

ローレンシウムのイオン化実験に際しては、上Chr omatography of Ruther for dium and its

記授賞理由にある通り、最適な合成核反応の検討のタイトやイオン化効率向上のための安定イオン源の開ルで博士（理学）の学位を取得しています。その発、核反応生成物の迅速搬送に関わるガスジェッ

後、同年 4 月に日本原子力研究所（原研）（現

ト搬送法の改良などを着実に進めました。ここで日本原子力研究開発機構：原子力機構）の物質科の取り組みを見て、見かけによらず、じつは地道

学研究部加速器管理室に研究員として入所配属にに着実に知識と経験を積み重ねていく努力家だと

Homologues, Zirconium and Hafnium

21

放射化学

第 41 号

2020＜学会賞受賞者による研究紹介＞

気づかされました。この間、よほどの理由がない
限り、ほとんど週末もそして夜も遅くまで頑張っていたのを覚えています（老婆心ながら家庭生活

第一イオン化エネルギー測定を心配したほどです）。これら一連の研究は国際によるアクチノイド系列の共同研究を通して行っており、佐藤氏は積極的に確立ならびに超重元素領域

海外の研究者とも議論を重ね装置開発や理論的考における核化学研究の開拓

察などに活かしております。
佐藤

このように佐藤氏は人一倍の努力家であるばか哲也

りでなく、共同研究者などとの議論も活発に行い、日本原子力研究開発機構

自らの主張を述べるだけでなく柔軟に人の意見も先端基礎研究センター

取り入れるという素直さがあり、海外も含めた研はじめに究者仲間から厚い信頼を得ています。最近は外部資金をもとに、ドイツ・マインツ大やスイス・ポー

このたび、日本放射化学会の 2019 年学会賞をルシェラー研究所で研究生活を行うとともに、新いただく栄誉に浴し、大変に恐縮しております。

たな国際共同研究の提案を行うなど国際的にも活本学会賞の対象となった重アクチノイド元素の第躍の場を広げているところです。また 2019 年度

一イオン化エネルギー測定に関する一連の研究

からは、茨城大学と東北大学で連携大学院の客員

は、もちろん私個人が成し遂げたものではなく、准教授を務めており、学生の教育と指導も行うな

たくさんの人が関わって、ともに力を合わせて取ど多忙を極めております。

り組んだ研究であり、私はたまたま代表として発今後佐藤氏は、幅広い視点から超重元素の化学表させていただく機会を与えていただいたに過ぎ的研究に取り組む計画ですが、なかでも ISOL をません。したがって、いわきで開催された公開講用いたイオン源内での化学という新たな研究分野

演でもお話させていただきましたが、本賞は私個の開拓を目指しています。イオン化エネルギーの人ではなく、この研究に携わったすべての人に贈測定だけでなく、イオン源内の高温金属表面におられたものだと受け止めております。まずはここ

ける超重元素の吸着挙動や、超重元素の分子形成に、ともに研究を進めてくれた共同研究者の皆さなどを進めていく意気込みです。世界的な超重元

んに、心から感謝したいと思います。

素研究者として活躍していく人材であると確信し私は、学部 4 年のときに新潟大学理学部化学科ています。ぜひ佐藤氏とともに超重元素の化学との核化学研究室（工藤久昭助教授（当時））に所いうチャレンジングな分野で研究したいという学属し、超重元素核化学に出会いました。ここで固生や若手研究者が現れるのを期待しています。

体表面への揮発性超重元素分子の吸着脱離過程の（永目諭一郎）研究に携わり、大学院まで工藤先生の指導のもと、さまざまな勉強をさせていただきました。当時、
現在私が所属する日本原子力研究開発機構（原子力機構）の前身である日本原子力研究所（原研）
で、永目諭一郎博士の号令のもと、日本で初めての超重元素研究が開始されたところであり、現在も一緒に仕事をさせていただいている主要メン
バーと出会ったのもこの頃のこととなります。博士課程在学中に原研で約 1 年間、学生実習生として超重元素研究の最先端に触れさせていただいた
ことがきっかけで、私は研究員として採用されることとなりました。そのころ、原研と高エネルギー
加速器研究機構（KEK）との共同で、短寿命同

22

放射化学

第 41 号2020

位体ビーム実験施設 TRIAC プロジェクトが発足

運動する電子では，これら内側の電子軌道の収縮しており、その中心となるタンデム加速器施設でによって原子核からの静電引力が遮蔽され，軌道RI ビームを発生させるイオン源開発に携わるこが拡がります。この効果は相対論効果と呼ばれ，ととなったのです。ここで師事したのが、工藤先すべての元素に内包されています。
相対論効果によって、原子構造や化学的性質が生、永目さんに続く第三の師匠ともいうべき、市

どのように影響を受けるのか？

川進一博士でした。市川博士の指導のもとでオン

そして周期表の極限で元素はどのような化学的ライン同位体分離器（Isotope Separator On Line,性質をもつのか？

ISOL）のイオン源開発に取り組んだことが、本学会賞で実現した第一イオン化エネルギー測定へ

この二つの問いは、超重元素の化学における大と繋がります。その後、特殊法人改革により、原きなテーマです。しかしながら、超重元素は、加研と核燃料サイクル機構との統合によって原子力

速器を用いた重イオン核反応によってのみ合成が機構となることを機に、再び超重元素化学へと戻可能であり、その生成断面積は小さく、さらに生ることになり、105 番元素ドブニウム（Db）の成した同位体はすべて短寿命であるために、ごく気相化学研究を経て、ようやく重アクチノイド元

限られた時間内でのシングルアトムレベルの化学

素の第一イオン化エネルギー研究に携わることと実験・測定を要求されることから、その原子構造なりました。分子を対象とした気相化学研究から、はもちろん、化学的性質も未だよくわかっていま

イオン化エネルギーという原子の性質に視点を移せん。

すことになったのは、当時の超重元素研究グルー

た と え ば、 ア ク チ ノ イ ド 系 列 末 端 に 位 置 す

プのリーダーであった Matthias Schädel 博士の采る 103 番元素ローレンシウム（Lr）では、強い配によるものでした。正直なところ、Db の気相

相対論効果の影響によって、その化学的性質が化学研究を完遂目前で断念することに些か以上の周期表の予想から逸脱する可能性が指摘されて抵抗を覚えたものでしたが、こうなってみると誠きました。Lr 原子の電子軌道は、ランタノイドに英断であったと言わざるを得ません。実際、彼元素末端に位置するルテチウム（Lu）から考えがきっかけで、重アクチノイド元素のイオン化エ

ると [Rn]5f147s26d と類推できるのに対し、理論

ネルギー測定結果を世に広く知らしめることがで計算によって、相対論効果による影響の結果、きただけではなく、ドイツ重イオン研究所（GSI）、[Rn]5f147s27p1/2 となることが予想されたのです

スイス ポール・シェラー研究所（PSI）等との有（図 1) [1]。このように、Lr は相対論効果によって機的な連携が生まれ、現在も続く国際共同研究に発展しているのですから。
ここでは、彼ら 4 人の師匠たちと、ともに研究
エネルギー / eVに取り組んだ共同研究者たちに深く感謝しつつ、受賞対象となった一連の研究をご紹介したいと思います。
重アクチノイド元素の第一イオン化エネルギーの

7p3/2
6d5/2

6p3/2

6d3/2

6p1/2
5d5/2

7p1/2

5d3/2

決定

Lu

原子番号が 100 を超える超重元素領域では、原Lr子核近傍に存在確率をもつ s 軌道や p1/2 軌道など

[Xe]6s24f145d3/2 [Rn]7s25f147p1/2にある電子が，中心にある原子核の大きな正電荷

図 1. Lu および Lr 原子の基底および励起状態の最外殻電子軌道のエネルギー準位図。Lu では 5d3/2 軌道、Lr では 7p1/2 軌道に価電子がひとつ入っている。
Lr では、相対論効果によって 7p1/2 軌道が安定化する一方で、6d 軌道が不安定化するため、エネ
ルギー準位の入れ替わりが起こる。

によって原子核に強く引きつけられます。その運動は原子番号が大きくなるほど光速に近づき，それにともなって電子の質量は増加し，軌道は収縮します。一方，その外側にある d 軌道や f 軌道を

23

放射化学

第 41 号

2020

効率 Ieff は、基底状態の電子配置が周期性から逸脱する最初の元素であると予想されています。元素の化学的性

φ­IP*1( kT )I ＝
φ­IP*
1+N exp(kT )

質は主に最外殻電子軌道によって特徴づけられまN exp

す。これまで揮発性研究などの間接的な方法によeff

りこの逸脱を確認する試みがなされてきました

1(1)

が、成功した例はなく、原子構造も不明なままでした。同様に、100 番元素フェルミウム（Fm）, 101とあらわすことができます（Saha–Langmuir 式）。

番元素メンデレビウム（Md）および 102 番元素

このとき φ は金属表面の仕事関数 [eV]、N は原

ノーベリウム（No）についても、原子構造が実子と壁面との有効衝突回数であり、k、T はそれ

験的に確かめられた報告はありませんでした。

ぞれ Boltzmann 定数および金属の表面温度 [K]です。IP*1 は実効イオン化エネルギーとよばれ、我々は、このような超重元素の原子構造に関する情報を得るため、第一イオン化エネルギー（IP1）

IP*1 ＝ IP1 − kT ln(Qi/Q0)に着目しました。IP1 は、原子の物理・化学的性（2）

質をあらわすもっとも基本的な物理量のひとつであり、最外殻電子の原子への束縛エネルギーの大と定義されます。なお、(Qi/Q0) はイオンと原子きさを反映します。加えて、理論計算の結果としの軌道電子の分配関数の比をあらわしています。
種々の IP1 既知の元素についてイオン化効率 Ieff をて直接導出できる数少ない物理量の一つであることから、実験的に IP1 を求めることができれば、理論値との直接比較によって原子構造を推定する

あらかじめ測定することで、式（1）で表される
Ieff と IP1 の相関関係が得られます。得られた関係ことが可能となるだけでなく、相対論効果の影響を用いて、実験で求められた対象元素のイオン化を見積もることができます。

効率から IP1 を決定することが可能となります [3]。

しかし、従来 IP1 測定に用いられてきた共鳴イオン化法や電子衝撃法などは、すべてマクロ量を

b）新型ガスジェット結合型表面電離イオン源と対象としたものです。超重元素のように単一原子周辺システムの開発

しか取り扱えない系には適用が非常に困難であ

表面電離法による IP1 測定を実現するために開り、その難しさが実現を阻んできました。事実、発した実験装置の概略図を図 2 に示します [4, 5]。

100 番元素 Fm 以降の IP1 は測定されていません

本システムは、原子力機構タンデム加速器に設でした。このように、重アクチノイドの IP1 決定

置されているオンライン同位体分離器（JAEA–

にあたっては、まったく新しいアプローチが必要

ISOL） を も と に 構 築 さ れ て い ま す。 核 反 応 槽となります。

および He/CdI2 ガスジェット搬送システム、ガ

我々は、高温の金属表面で起こるイオン化過程

スジェット結合型表面電離イオン源を装着したである表面電離過程に注目し、イオン化効率とISOL および高効率測定システムからなります。

IP1 間の相関関係を利用して、Lr など重アクチノ

核反応で合成した短寿命核反応生成物は、He/イド元素の IP1 測定を試みました。

CdI2 ガスジェット搬送法によって表面電離イオ
ン源へと運ばれます。この He/CdI2 ガスジェッa）表面電離過程を利用した IP1 測定手法の開発

ト搬送法も、我々のグループでガスジェット結合

高温の金属表面に原子が接触したとき、金属表型イオン源のために開発したものです [5]。イオン

面と原子との相互作用によって、対象原子のイオ

源内では、タンタル製イオン化室表面で表面イオン化が起こることが知られています。この現象はン化を行います。生成した表面電離イオンは、電表面電離過程と呼ばれており、そのイオン化場によって引き出され、質量分離後、放射線測定

効率は金属表面の仕事関数、温度、そして対象元

によってイオンビーム収量を測定されます。この素のイオン化エネルギーに依存します。ある小さ

イオンビーム収量と、別途求めた直接搬送量との比から、イオン化効率 I ef f を求めました。ここで[2]なイオン化室内で表面電離を行う場合、イオン化

24

放射化学

第 41 号

2020

図 2. 実験装置概略図

カギとなるのが、新たに開発したガスジェット結
合型表面電離イオン源（写真 1）です [4]。
このイオン源では、従来型からフィラメントの配置などを全面的に見直し、イオン化室の温度均一性と高温化を目指しました。短寿命希土類核種を用いて分離効率を測定したところ、イオン化効率に改善が見られました。たとえば Lr と挙動が似ていると期待されている Lu では、2.5 倍の収率改善が得られました（表 1）[5]。このイオン源は、
その到達温度（2800 K 以上）と安定性が買われ、ドイツ マインツ大学のもつ TRIGA 原子炉に設置されている核分裂核種分析用ガスジェット結合型
ISOL に導入され、精密質量測定実験用への利用が開始されました。

写真 1. 開発した新型表面電離イオン源 [4]c）重アクチノイド元素イオン化エネルギー測定
我々は、アクチノイド標的

248

Cm,

243

表 1. 種々のランタノイド同位体の分離効率 [5]Am, および同位体

Cf に重イオンビームを照射して、 Fm（半減

249

249

期 2.6 分）、 Md（半減期 4.27 秒）、 No（半減
251

257

142/143Eu
166m/gLu
168m/g
Lu
143
Sm
140m
Pm

期 24.5 秒）、そして 256Lr（半減期 27 秒）を合成し、本手法を適用しました [3, 6]。一例として、Lr について得られた測定結果を図 3 に示します。この25

半減期1.2/2.6 分
2.7/1.4 分
6.7/5.5 分
66 秒
6分

旧型
12 ± 22±1
3±1
6±1

効率 / %

新型
16 ± 35±1
15 ± 312 ± 2

放射化学

第 41 号

結果、Lr の IP1 を 4.96 ± 0.05 eV [3, 6] と決定するこ2020

実験的に確かめることができました。

とに成功しました。また、同様に Fm, Md および

さらに、前述の通り、本研究において決定した

No の IP1 として、それぞれ 6.52 ± 0.13, 6.59 ± 0.13,

Lr の IP1 値は 4.96 ± 0.05 eV であり、アルカリ金

および 6.63 ± 0.07 eV を得ました。なお、Fm,属に匹敵するほど小さいものでした。この値は、Md および Lr の IP1 決定は世界でも初めての成果

相対論効果を考慮した最新の理論計算によって得です。実は、No の IP1 測定自体は我々のグルーられた 4.963 (15) eV と非常によく一致し、Lr 原プが先行したのですが、議論に必要な理論計算に子が原子構造 [Rn]5f147s27p1/2 をもつことを強く手間取り、革新的な共鳴イオン化法を用いた GSI

支持する結果となりました。すなわちこの実験結のグループに論文発表で競り負けてしまったとい

果は、強い相対論効果の影響によって、Lr の価

う苦い思い出があります。

電子軌道が周期表から予想される 6d ではなく、[6]

重アクチノイドおよび重ランタノイド元素につ

7p1/2 となっていることを強く示唆するものです。

いて、原子番号に対する IP1 の変化を、本実験で以上の成果は、超重元素領域ではじめて原子構造得られた実験値と共に図 4 に示します [6]。図からに関する知見を得たとして大きなインパクトを与わかるように、原子番号が大きくなるにつれ、アえ、Nature 誌に掲載されるとともに、同号の表

クチノイド元素の IP1 は単調に増加し、No で最紙を飾ることとなりました。（図 5）。

大となったのち Lr で急激に小さくなります。こ
周期表が書き換えられる？

れは、原子番号が増えるにしたがって 5f 軌道に電子がひとつずつ充填され、No で準閉殻構造を先に述べたように、Lr はアクチノイド最後のとり、さらに Lr が、No の準閉殻構造にゆるく束元素として周期表に記載されています。しかし、縛された電子を一つもつことに対応することを明G. T. Seaborg が確に示したものです。原子番号に対する IP1 の同して約 70 年、実験的に Lr が最後のアクチノイド

様な変化は、重ランタノイド元素でも見て取るこにふさわしい性質をもつことが実証された例はあアクチノイドの概念を提唱とができます。この傾向の類似性から、Lr がアりませんでした。今回、Lr までの IP1 が求められクチノイド系列最後の元素であることを、初めてたことで、ついにアクチノイドが Lr で終わるこ

図 3.

図 4. 原子番号に対する第一イオン化エネルギーの推移 [6]

イオン化室金属表面温度 2700 K における実効
イオン化エネルギーに対する短寿命同位体のイオン化効率の変化。同条件下で測定した Lr のイオン化効率（33 ± 4%）から求められる実効イ
オン化エネルギー（IP*1 ＝ 5.29 eV）より、式（2）を用いて Lr の IP1 を決定した [3]。

26

放射化学

第 41 号

2020

この定義からは、Lr は遷移金属にあてはまらず、
最外殻電子軌道だけみれば典型元素である 13 族に類似します。このように、Lr の周期表における位置に関する議論は、原子番号が 100 を超える元素について周期表をどう捉えていくべきかを考えるよいテストケースになります。
我々の成果がきっかけとなって、IUPAC は Luと Lr の周期表上の位置について議論を開始しました [9]。何年か後には、化学者にとっての「地図」である元素周期表が書き換わるかも知れません。
楽しみにしつつ続報を待っているところです。
おわりに2016 年、ついに周期表第 7 周期が完成し、我々

図 5. Nature520 号。Lr の第一イオン化エネルギー測定に関する成果 [3] が掲載された。

は新しい周期へと足を踏み出しました。化学の末席を汚す者として、この歴史的な瞬間に立ち会えたことは幸運でした。そして、超重元素の化学に携わり、その歴史的瞬間と時期を同じくしとを示すことができました。
ところが、ここでひとつの議論が再燃しました。

て超重元素研究にひとつの足跡を残せたことは、

それが Lu と Lr の周期表上での位置に関する問

最高の名誉であるとともに、一生に一度しかな題です。IUPAC 公式のものをはじめ、現在の周

いこの機会を与えてくれた方々に感謝の言葉し期表では、ランタノイドは La から始まり Lu でかありません。

終わり、アクチノイドはアクチニウム（Ac）か冒頭で述べたように、一連の研究成果はたくさ

ら始まり Lr で終わります。それぞれ 15 元素からんの共同研究者との連携によってもたらされたもなる元素群（内部遷移金属）として、遷移金属でのです。深い専門的知識と経験で一連の研究のある 3 族のスカンジウム（Sc）およびイットリウ達成に尽力してくれた浅井雅人博士（原子力機

ム（Y）の真下に置かれ、別表として記載されて構）、博士研究員期間を Lr 実験の立ち上げに捧げいます。しかし、かねてより Lu と Lr をランタた

ノイドおよびアクチノイドと区別し、Sc およびとめ役として、陰に日向に研究を支えてくれた塚

Y とともに 3 族元素とすべきという指摘がありま

田和明博士（原子力機構）、誰が欠けても一連のした 。この指摘は、周期表（長周期表）が超長研究は完遂できませんでした。そして、加速器実

周期表の短縮形であることを考えるともっともで験における豊嶋厚史教授（大阪大）や大江一弘博

あるようにも思われます。また周期律の観点から

士（大阪大）、阪間 稔教授（徳島大）らによる多も、化学的性質から考えればすくなくとも Lu を

大なるサポート、学生さん達の献身的な実験参3 族に据えることが妥当であるとの主張もありま加、長 明彦博士（原子力機構）率いる原子力機す。今回、Lr の IP1 決定は、これらの議論にひと構タンデムのスタッフによる安定・高品質なイオ

つの材料を与えることになりました。

ンビーム、A. Borschevsky 教授（Groningen 大）[7]

Nh girl

佐藤 望博士（理研）、グループのま

その一方、本研究によって、Lr は d 軌道ではをはじめとする理論グループによる最新の理論計なく p 軌道を最外殻にもつことが強く示唆されま算、市川進一博士（理研）、T. Stora 博士（CERN

した。IUPAC によって、遷移金属は「原子が完ISOLDE）による長年のイオン源開発経験をもと全に満たされていない d 軌道をもつ、あるいはにした的確なコメント、そして、永目諭一郎博

完全に満たされていない d 軌道によって陽イオ

士（原子力機構）による研究および論文執筆全般。

にわたる根気強いサポートと、M. Schädel 博士

ンになることができる」と定義されています

[8]

27

放射化学

第 41 号（GSI）、Ch. E. Düllmann 教授と J. V. Kratz 教授（マ2020[4] T. K. Sato, et al., Rev. Sci. Instrum. 84, 023304

インツ大）による論文のブラッシュアップ、どれ(2013).

をとってもこの研究を実現するために欠かせない[5] T. K. Sato, et al., J. Radioanal. Nucl. Chem.

ものでした。ここに、改めて篤く感謝申し上げま

303, 1253 (2015).

す。最後に、日本放射化学会賞選考委員会には、[6] T. K. Sato et al., J. Am. Chem. Soc. 140, 14609

このような栄誉ある賞の受賞の機会を与えてくだ–14613 (2018).

さったことに、深くお礼を申し上げます。

[7] (23) W. B. Jensen, J. Chem. Edu. 59, 634–636(1982).

[1] J. –P. Desclaux & B. Fricke, J. Phys. 41, 943[8] IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). https://doi.

(1980).
[2] たとえば，É. Y. Zandberg & N. I. Ionov, Sov.

org/10.1351/goldbook.

Phys. Usp. 2, 255 (1959).

[9] Chemistry International, 38, 22–23(2016).

[3] T. K. Sato, et al., Nature, 520, 209 (2015).

28

放射化学

第 41 号

2020

特集 日本放射化学会第 63 回討論会（2019）
奨励賞
日下良二（日本原子力研究開発機構（JAEA）原子力基礎工学研究センター）

受賞題目：振動和周波発生分光法を用いたランタノイドおよびアクチノイド研究の界面化学への展開＜授賞理由＞な中で日下博士は、2016 年に日本原子力研究開

固体と液体の界面（固液界面）や液体と液体の発機構に入所後に、An を取り扱う技術と、これ界面（液液界面）など、異なる 2 相が接触した不までの研究経験によって培ってきた VSFG 分光法

均一な境界領域は、様々な化学反応が起こる場とを行うための高度なレーザー光学実験の知識と技して非常に重要である。ここで界面といっても術を融合することで、VSFG 分光法を用いた Ln

様々な厚みの界面領域を想定できるが、化学反や An の界面化学研究を始動し、新しい放射化学

応にとって特に重要な界面の厚さ領域は、一般の研究分野を開拓した。本研究によって、An の的な化学物質などの分子の大きさと同程度であVSFG 分光測定に世界で初めて成功し、従来の X

る約 1 nm 程度の厚さと考えられる。しかしなが線源や赤外線などを用いた実験方法では得られな

ら、分子の大きさと同程度の極薄の界面領域におい、約 1 nm という極薄の界面領域における Ln

いて、化学物質の様子を観察し、どの様なメカニ

および An の化学状態や挙動を明らかしてきた。

ズムで界面における化学反応が進むかを明らか

これらの取り組みから、未知の Ln および An のにすることは、従来の一般的な実験手法では困

界面化学に関する新しい知見を明らかにするため難である。そこで日下博士は、非線形光学効果には、VSFG 分光法が有効であることが分かった。

を利用した先進的なレーザー分光法の 1 つであ

具体的な研究としては、放射性廃棄物などに含る、振動和周波発生（Vibrational Sum Frequency

まれる Ln や An の分離に用いられる溶媒抽出法

Generation: VSFG）分光法を用いることによって、の性能の向上を目指して、Ln や An が水相から1 nm 程度の厚さの界面領域に存在する化学物質

有機相へ移動する溶媒抽出メカニズムを明らかにの構造や存在状況、反応性が、水相中などのバルした。水溶液に溶解した Ln や An（イオン）は、

ク中とは異なることを示してきた。近年では、そ

有機相と水相の界面を介して、抽出剤という化学の応用範囲をランタノイド（Ln）やアクチノイ

物質と錯体を形成し、水相から有機相に抽出されド（An）の化学に広げて、様々な界面での化学る。しかしながら、Ln や An が、有機相と水相に研究を展開している。特にこれらの元素では、の界面において、まさに有機相中へ抽出されて行

環境中における移行・拡散や固液界面への吸着・く様子を捉えることは非常に困難である。このた脱離の化学反応が重要であり、また溶媒抽出法にめ、これまでは界面でどのようなことが起きるこ

よる Ln や An の分離にとって水相と有機相の液とで水相から有機相に Ln や An が移動するのか

液界面を介して水相から有機相に移動する反応

分かっていなかった。そこで日下博士は、有機相は重要である。しかしながら、これまでの VSFGを取り除いた界面に VSFG 分光法を適応する実験

分光法を用いた研究は、細胞膜界面などにおける研究法を着想した。VSFG 法を用いることによっ

軽元素の化学に注力しており、Ln や An などのて、バルク相中に存在する金属錯体とは区別して、重元素の界面化学に関する研究へ適応した例は世約 1 nm という極薄の界面領域における Ln や An

界的に非常に限られていた。特に An に対しては、がどの様な状態で存在しているのかを調べ、水相An を取り扱う技術と VSFG 分光法を行うためのから有機相へ Ln や An が抽出される新しいモデ

高度なレーザー光学実験技術を同時に有する必要ルを提唱した。これらの Ln や An に適用した成があるため、これまでに報告例はない。このよう果は、2018 年には 2 編の論文としてまとめられ、

29

放射化学

第 41 号

今後さらなる発展が期待される。

2020の理研では、空気 / 水界面で起こる化学反応を解

このように日下氏は、VSFG 分光法によって Ln

明するため、今回受賞した分光法であるヘテロダ

や An の研究を界面化学に展開することに成功し、イン検出振動和周波発生分光法を利用し、空気 /放射化学分野における新しい界面化学を切り拓き、水界面における電子の水和構造や空気 / 水−フェ将来の発展が大いに期待される若手研究者である。

ノール界面の分子構造を明らかにし、界面を対象

そのため日本放射化学会は、日下良二博士に日本とする分光法について研鑽を積みました。

放射化学会奨励賞を授与することに決した。

今回の受賞にある溶媒抽出における界面での分（日本放射化学会賞選考委員会）

子構造の成果は、彼が、JAEA に赴任して、1 から構築したヘテロダイン検出振動和周波発生分光＜奨励賞受賞者の紹介＞装置を使用して得られた成果です。環境を整える

日下良二さんは 2003 年に広島大学理学部化学科

ため、我慢強く毎日実験室にこもっていた彼の姿に入学、その後、同大大学院博士課程に進学されを思い出します。その中で、日下さんは、界面でました。大学では、江幡孝之教授（構造物理化学の反応が、これまで考えられてきたメカニズムと研究グループ）指導の下、研究の世界に足を踏みは少し異なるのではないかということを見出して入れました。広島での学生時代、彼はレーザー分

きており、その成果が認められ今回奨励賞を受け光により分子の形を捉える分子分光の研究を始めるに至りました。

ました。分子骨格が柔らかい構造のクラウンエー

ご自身は、「界面分光で、放射化学研究に貢献

テルがどの様に空孔内に他分子を取り込むのか、していきたい。」と考えており、界面での現象がその詳細な構造を明らかにすることは、溶液中な課題となっている様々な問題に分光学で貢献してどで構造が揺らいでしまうため、大変難しい。日いってくれるものと期待しています。この受賞を下さんは、超音速ジェット法により気相真空中で励みに更なる高みを目指して、今後も放射化学研

クラウンエーテルが分子を空孔内に取り込んだ構

究を分光学的側面からけん引していく人物になっ造で固定し、種々のレーザー分光測定を行うことていくことは間違いありません。今後、日下さん

によって構造を明らかにし、学位を取得しました。

がこの手法を更に発展させ、材料化学、地球化学、博士課程修了後、2012 年からは、パデュー大

錯体化学など様々な化学分野に分子分光で貢献し学で博士研究員として渡米し Zwier 教授指導の下、て行く姿を思い描いております。

引き続き分子分光の研究を進めます。具体的には、

さて、最後に日々日下さんと働いていて思うこ

気相中において多光子共鳴イオン化法などのレーとを。彼の尊敬できるところは、その我慢強さ、

ザー分光法を駆使することにより、β アミノ酸や
γ アミノ酸が組み込まれた人工合成ペプチドの根気強さです。非常に感心させられるのは、数多

電子スペクトルおよび赤外スペクトルを観測し、る論文や専門書を穴の開くように熟読すること。

配座空間探索プロブラムや量子化学計算を用いて彼ほど何度も同じ論文を熟読する研究者を今まで解析することにより、人工合成ペプチドの安定配見たことがありません。彼のデスクの周りには、座構造を決定しました。2 年間博士研究員として何度も読んでボロボロになった論文のコピーが散研究を行った後、彼は、研究の新たなステージに見されます。その姿勢に、私も教えられるところ

飛び込みます。理研の田原太平主任研究員の主宰が多々あります。普段は、子煩悩な三人のお子さする田原分子分光研究室に基礎科学特別研究員とんのよきお父さんの彼ですが、奥様がいないと服して、分子分光の場を界面に移し研究を行います。

を裏表逆に着ているようなお茶目な面もありま

奇しくも当時私は、新しく採択された科研費で界す。家族の支えが、よい研究を生むのだと吉野さ

面分光を行おうとしており、田原先生に教えをんのノーベル賞の受賞報道を見ても思います。家乞いにお邪魔する機会が何度かありました。その族への感謝を忘れずこれからも邁進していってほ

ご縁で、日下さんをご紹介いただき、JAEA にてしいと思います。

くの論文のなかから「これだ」と決めたキーとな（渡邉雅之）

一緒に仕事ができることになりました。さて、そ

30

放射化学

第 41 号＜奨励賞受賞者による研究紹介＞

2020

しては、An の管理や取扱の技術と VSFG 分光法を行うための高度なレーザー分光実験技術を同時

振動和周波発生分光法を用に有する必要があるため、これまでに報告例は無いたランタノイドおよびア

かった。そこで私は、日本原子力研究開発機構にクチノイド研究の界面化学入所し、An の管理や取扱の技術と、これまでのへの展開

研究経験によって培ってきた VSFG 分光法を行日下う実験技術とを融合することで、VSFG 分光法を良二（日本原子力研

用いた Ln や An の界面化学研究を始動し、新し究 開 発 機 構（JAEA） 原 子
力基礎工学研究センター）

い放射化学の研究分野を開拓した。本研究によって、An の VSFG 分光測定に世界で初めて成功し、固体と液体の界面（固液界面）や液体と液体の従来の X 線や赤外線などを用いた実験方法では界面（液液界面）など、異なる 2 相が接触した不得られない、約 1 nm の液体界面領域における Ln

均一な境界領域は、多様な化学反応が起こる場でおよび An の様子や挙動の解明を可能にした。さあり、あらゆる分野において非常に重要な役割をらに、これまでに知られていない Ln および An

果たしている。 界面と一口に言っても測定可の界面化学に関する新しい知見を明らかにする能な厚さ領域を 界面 と定義することが多いが、ためには、VSFG 分光法が有効であることを示し

一般的な化学反応にとって特に重要な厚さ領域

た [8 9]。

は、化学物質の分子程度の大きさである約 1 nm

具体的には、放射性廃棄物等に含まれる Ln やの厚さ領域である。しかしながら、分子の大きさ

An の分離に用いられる溶媒抽出法の性能の向上と同程度の極薄の界面領域を観察し、どの様なメを目指して、Ln や An が水相から有機相へ移動

カニズムで化学反応が起こるのかを明らかにする

する溶媒抽出メカニズムを明らかにした。図 1（a）

ことは従来の実験手法では困難である。特に液体のように、水溶液に溶解した Ln や An（イオン）は、界面（気液、固液、液液界面）は、真空中に導入

有機相と水相の界面を介して、抽出剤という化学

して光電子分光法などの一般法により分析を行う

物質と錯体を形成し、水相から有機相に抽出されことは非常に困難である。そこで私は、非線形光る。しかしながら、Ln や An が、有機相と水相学効果を利用した先進的なレーザー分光法であの界面に於いて、まさに有機相中へ抽出されて行る、振動和周波発生（Vibrational Sum Frequency

く様子を捉えることは非常に難しいため、界面でGeneration: VSFG）分光法

何が起こることによって水相から有機相に Ln や

[1 5]を用いることによって、1 nm 程度の厚さの液体界面領域に存在するAn が移動するのか分かっていなかった。

化学物質の構造や存在状況、反応性が、水相中などのバルク中とは異なることを示してきた

この課題を解決するために私は、図 1（b）の。

ように、有機相の無い界面に VSFG 分光法を適応

ランタノイド（Ln）やアクチノイド（An）の化する実験研究法を着想した。有機相が存在しない学においても界面が重要な働きを担っていること

ので、Ln や An は有機相に抽出されず、界面に[6 9]は論を俟たない。例えば、環境中での Ln や An

トラップして留めることができる。また、抽出剤の移行や拡散では、固液界面への吸着や脱離のは界面活性であるため界面に集まり、空気 / 水−

化学反応は重要であり、溶媒抽出法による Ln や抽出剤の界面を形成するが、この界面は実際の溶An の分離では、水相と有機相の液液界面を介し媒抽出の有機相 / 水−抽出剤の界面と非常に似たて水相から有機相に移動する反応は重要である。

環境であるため、空気 / 水−抽出剤の界面は、溶

しかしながら、これまでの VSFG 分光法を用い媒抽出の界面の非常に良いモデル系である。すなた研究は、細胞膜界面などの軽元素の化学にそ

わち、空気 / 水−抽出剤界面に Ln や An をトラッの主眼が置かれており、Ln や An などの重元素

プし、VSFG 法を用いることによって、バルク相の界面化学に関する研究へ適応した例は国内外中に存在する金属錯体とは区別して、約 1 nm のを探しても非常に限られている。特に、An に対界面領域に於ける Ln や An がどの様な分子構造

31

放射化学

第 41 号

2020

図 1（a）溶媒抽出モデル（b）本研究の実験方法で存在しているのか明らかにした。さらに、明らかにした界面の状態から、水相から有機相へ抽出される新しいモデルを提唱した。
論文 [8] では、VSFG 分光法により観測した空
気 / 水−抽出剤界面の水の OH 伸縮振動のバンド（図 2（a））が、水相中のユウロピウムイオン

図 2 （a）VSFG 分光法により得られた空気 / 水−抽出剤界面の振動スペクトル （b）界面で形成した Eu 錯体の構造（Physical Chemistry Chemical
Physics, 20, 2809, 2018 から許可を得て転載 , Copyright 2018, The Royal Society of Chemistry）（Eu ）の濃度が増加すると顕著に変化すること3+を突き止めた。これは Eu3+ が界面に吸着するにつれ、界面の水の構造が大きく変化することを示している。図 2（a）の縦軸に対応する Imχ（2）（二次の非線形感受率の虚部）は、水の OH 伸縮振動のバンドの符号が正の時、界面の水分子は OH 基を上に向けていることに対応し、符号が負の時、OH 基を下に向けていることを示している [10]。このことから、界面に Eu3+ が吸着すると、Eu3+ は
図 2（b）の様な抽出剤と水分子に挟まれた界面特有の錯体を形成していると結論した。さらに、
Eu3+ は界面で図 2（b）の様な金属錯体を形成することが引き金となって、有機相に抽出されていく抽出モデルを構築した。
論文 [9] では、ウラン（VI）の溶媒抽出を対象に研究を行った。図 3 は VSFG 分光法により得られた空気 / 水−抽出剤界面の振動スペクトルであり、抽出剤である TBP の P ＝ O 伸縮振動のバンドを観測した結果である。TBP がウランと

図3結合すると 1190 cm 1 付近にバンドは現れることが分かっている。しかしながら、ウランが高濃度に存在する条件でも、TBP の P ＝ O のバンドは

32

VSFG 分光法により得られた空気 / 水− TBP 界面の振動スペクトル（Physical Chemistry Chemical
Physics, 20, 2809, 2018 から許可を得て転載 , Copyright 2018, The Royal Society of Chemistry）

放射化学

第 41 号

2020

1250 cm 1 付近に観測され、ウランは TBP と界面

場をお借りして深く感謝申し上げます。本研究はで錯体を形成しないことを示した。これまでのJSPS 科研費 JP26249148, JP17K14919 の助成を受

様々な分子動力学シミュレーションの研究けたものです。

[11 14]では、ウラン（VI）は界面で TBP と錯体を形成することで有機相に抽出されるモデルが提唱され参考文献ていたが、本研究はこれを実験的に初めて検証し、1.

従来の抽出モデルに異を唱えた。代わりの抽出モ

K. B. Eisenthal, Chemical Reviews, 96, 1343,
1996.

デルとして、ウラン（VI）は有機相に移動した後2.

に、有機相中で TBP と錯体を形成し、抽出が完

G. L. Richmond, Chemical Reviews, 102, 2693,
2002.

了するという新たな抽出モデルを提示した。

3.

本研究では VSFG 分光法を Ln や An 研究の界

Y. R. Shen, et al., Chemical Reviews, 106, 1140,
2006.

面化学への展開に成功し、これまでの結果から、

4.

S. Nihonyanagi, et al., Annual Review of Physical Chemistry, 64, 579, 2013.

5.

Y. R. Shen, Annual Review of Physical Chemistry, 64, 129, 2013.

6.

K. Matsuzaki, et al., Journal of the American
Chemical Society, 138, 7551, 2016.

7.

R. Kusaka, et al., Physical Chemistry Chemical
Physics, 20, 3002, 2018.

8.

R. Kusaka, et al., Physical Chemistry Chemical
Physics, 20, 2809, 2018.

VSFG 分光法は、Ln や An の界面化学に関する新
しい情報が得られる強力な方法であることを示した。今後も引き続き溶媒抽出系の研究を継続し、界面で形成したより詳細な Ln や An 錯体の構造を明らかにすることで、界面を利用した溶媒抽出法の性能を高める基盤を構築することを目指す。
さらには、固液界面に研究を展開させ、吸着した
Ln や An がどのような構造で吸着しているのかを明らかにすることで、環境中の移行、拡散の予測に役立てる研究を目指す。

R. Kusaka, et al., Physical Chemistry Chemical
Physics, 20, 29588, 2018.
10. S. Nihonyanagi, et al., The Journal of Chemical
Physics, 130, 204704, 2009.
9.

本研究を進めるにあたり、放射線管理区域での振動和周波発生分光法の構築に関して、日本原子力研究開発機構の木村貴海様、渡邉雅之様、青柳
登様、東京大学の斉藤拓巳准教授には多大なるご11. M. Jayasinghe, et al., Journal of Physical
Chemistry B, 113, 11662, 2009.

支援を頂きました。深く感謝いたします。また、
日本原子力研究開発機構の明石優佳里様には、ア

12. X. Ye, et al., Physical Chemistry Chemical Physics, 12, 15406, 2010.

クチノイドの実験のサポートをして頂きました。
感謝申し上げます。さらに理化学研究所の田原太

13. G. Benay, et al., Journal of Physical ChemistryB, 118, 3133, 2014.

平様、二本柳聡史様には、私が博士研究員のとき
振動和周波発生分光法を用いた研究をさせて頂き

14. P. Sahu, et al., Physical Chemistry Chemical
Physics, 18, 23769, 2016.

ました。この経験が本研究に繋がりました。この

33

放射化学

第 41 号

2020

特集 日本放射化学会第 63 回討論会（2019）
奨励賞
小林大志（京都大学大学院工学研究科原子核工学専攻）

受賞題目：4 価アクチノイドの錯生成および溶解度に関する熱力学的研究＜授賞理由＞

高い評価を得ている。この成果は、放射性廃棄小林博士は、アクチノイドの溶液化学研究、特物の埋め戻し直後の高温環境下において、4 価に化学的制御が難しい 4 価アクチノイドの錯生成

アクチノイド水酸化物固相の溶解度積が従来のや溶解度に関わる熱力学的研究を推進している。

想定より数桁低くなることを示唆し、処分場の4 価アクチノイドの錯体や固相の生成メカニズム

概念設計に大きなインパクトを与える。さらに、の解明および熱力学定数に基づくその定量的な記福島第一原発のような過酷事故では、核燃料と述は、高レベル放射性廃棄物や使用済燃料から溶被覆管等が溶融し冷え固まった燃料デブリが発出したアクチノイドの環境中での移行挙動を把握生し、その処理が喫緊の課題となっているが、する際に不可欠であり、小林博士は、これらの分

小林氏は、事故進展中の炉内を想定した模擬燃野で将来の発展が期待される優れた業績をあげて料デブリを合成し、熱中性子を照射して、ウラいる。

ンと種々の核分裂生成物の溶解反応の相関を見

具体的には、4 価アクチノイドやその化学ア出すなど、汚染水や 2 次廃棄物の性状評価に資ナログを用いて、多核錯体を含む加水分解種のする新たな知見を得ており、原子炉廃炉を今後

錯生成定数を予測する半経験的モデルを構築し、着実に進めるための基礎研究においても顕著な

溶存化学種を質量分析法により直接定量するこ成果を挙げている。これら成果は、同君が所属とで、同モデルの妥当性を検証することに成功する京都大学のホットラボラトリおよび研究用した。これは、環境中での 4 価アクチノイドの原子炉を最大限に生かした研究であり、我が国

溶存種の安定性および状態の予測に有用である。

におけるアクチノイド化学分野の発展に対する

また、天然腐植物質のモデル物質として、化学貢献は、高く評価できる。

構造が異なる種々の有機酸に着目し、アクチノ

これらの小林博士の成果の特徴として、以下がイドとの 錯生成反応、溶存種ならびに沈殿固相挙げられる。極低酸素の還元的な水環境においの化学状態、および溶解度に及ぼす有機酸の寄て、高レベル放射性廃棄物や使用済燃料から放射与を実験的に示した。さらに、加水分解反応が性核種が水中に溶出する際の濃度上限は、溶解度競合するような中性 pH 条件下での炭酸イオンとによって平衡論的に記述される。しかし、長半減の錯生成挙動を調べ、錯生成定数を決定すると期アクチノイド元素の研究はその取扱いおよび施

ともに、そのイオン強度依存性に活量補正モデ

設面での制約があり、信頼性の高い研究例は少な

ルを適用し、溶解度に与える影響を定式化した。

かった。特に、単核錯体のみならず多核錯体の生

また、小林博士は、4 価金属元素の過飽和及び不成を含む 4 価アクチノイドの複雑な加水分解反応

飽和溶液の熟成期間ならびに分析時の水温を制に対して、実験および半経験的なモデルを用いて御しつつ溶解度を評価する手法を独自に開発し、アプローチする手法が、小林博士の研究の特色で4 価金属水酸化物固相間の反応エンタルピーおある。また、溶解度制限固相の相変化に関する研

よび反応エントロピーを相互比較し、相変化の究では、溶解度の加熱実験において、固相の状態

吸熱・発熱性を見出すと共に、溶解度積の温度変化と平衡定数に及ぼす温度の影響をそれぞれ分依存性を固相粒径の変化に伴う表面自由エネル

離できるような実験手法を独自に開発し、溶解度ギー変化と関連付けて説明できることを指摘し、制限固相の相変化に熱力学的な解釈をもたらし

34

放射化学

第 41 号

2020

た。こうした独創的なアイデアと、精緻で粘り強による水酸化物錯体や水酸化物沈殿の生成反応にい実験研究への姿勢は、小林博士の大きな特徴で帰着させ、熱力学平衡定数によって定量的に表そある。アクチノイドや放射性核種に関する国内外

うというものでした。多様な水酸化物錯体の生成の熱力学データベース（JAEA や OECD/NEA にを伴う 4 価金属イオンの加水分解反応は非常に複よるデータベース）において、4 価アクチノイド

雑で、様々な条件下で得られる実験結果を矛盾なのデータはわずかであり、本研究で得られた平衡

く説明できるような平衡反応モデルを考えること

定数や溶解度積などの熱力学定数は高い評価を受は、青年にとって挑戦的なテーマのようでした。

け、データベースの更新に貢献している。近年

森山先生と、同じく同研究室で指導にあたった

では、当該分野におけるその専門性を認められ、佐々木隆之先生と日々交わされた議論が、青年を小林博士は、OECD/NEA の熱力学データベース

研究者への道に惹きつける大きな要因となったよ

プロジェクトや IUPAC の Subcommittee のメンうです。

バー、国内学会の専門委員会委員に選定されるな

青年は博士課程修了後の 2010 年からは、学術

ど、国内外において幅広く活躍している点でも特振興会の博士研究員（PD）として原子炉実験所

筆される。

に籍を置きながら、独国カールスルーエ工学研究

以上のことから、小林博士は、放射化学および所の地層処分研究所に長期滞在し、2011 年からその関連分野で特に優秀な研究業績を収めておは同研究所の博士研究員に任用されました。約り、日本放射化学会は、小林大志博士に日本放射

2 年間の滞在期間中は、放射性廃棄物に含まれる

化学会奨励賞を授与することに決した。

核種の一つであるテクネチウム（ 99Tc）の酸化還元挙動を調べる研究に邁進しています。放射性廃（日本放射化学会賞選考委員会）

棄物処分環境の候補として岩塩層が考えられている独国では、岩塩層に地下水が侵入することに＜奨励賞受賞者の紹介＞

よって想定される高塩濃度水溶液で、放射性核種

小林大志青年は 2005 年に京都大学工学部物理がどのような化学的挙動をするのかを明らかにす

工学科を卒業し、大学院修士課程では原子核工学

ることが重要とされています。様々な酸化還元条専攻へ進みました。当時、吉田キャンパスに居ら件下における 99Tc の酸化状態を調べる青年の研れた森山裕丈教授の研究室（核材料工学）に学

究は、現在の同研究所におけるテクネチウム研究部 4 回生から所属し、ジルコニウムイオンの加水の端緒となるものでした。

分解反応に関する研究を始めました。修士課程お青年は 2012 年に原子核工学専攻の出身研究室

よびその後の博士課程では、ウランやトリウムをの助教に採用されてから、再び 4 価金属イオンの用いた実験研究へと発展し、その頃から熊取キャ

熱力学を中心に、種々の無機、有機配位子との錯

ンパスの原子炉実験所（現複合原子力科学研究

生成反応や、平衡定数の温度依存性に基づく溶解所）のホットラボに良く実験に来ていました。父

平衡反応のメカニズムの推定など、従来の研究を

君の小林捷平先生が原子炉実験所に勤めておられ発展させるとともに、近年では水酸化物沈殿固相た関係で、幼少の頃から所の職員官舎に住んでおのナノメートルスケールでの構造変化を調べるこりましたので、熊取への出張実験は文字通り、里とで、何が溶解度を支配しているのかを固相構造

帰りのような気分だったようです。私も捷平先生と熱力学の観点から明らかにしようとしていまには鉛スペクトロメータによる核データの取得にす。青年の今回の受賞は、これら 4 価金属イオン

関して、本当にお世話になり、青年は捷平先生のの錯生成および溶解度に関する研究成果が認めらご子息でありますので、非常に親しみをもっていれたものです。このように、一見すると複雑な事るところでもあります。青年の大学院学生時代の象を基礎的な化学反応に落とし込んで理解すると主な研究は、ジルコニウムやトリウム、ウランないう地道な考え方は青年の得意とするところです

ど 4 価金属イオンとなる核種の極低溶解度を精密が、今後は、新奇な発想でに測定するとともに、その溶解度を加水分解反応

おもしろい

放射化

学的研究を開拓するものと期待しています。青年

35

放射化学

第 41 号

2020＜奨励賞受賞者による研究紹介＞

が学生時代に感じたように、魅力的な研究と地道な努力で、これからの放射化学研究に貢献してく

4 価アクチノイドの錯生成れることを願っています。
（大槻および溶解度に関する熱力

勤）

学的研究
小林

大志

（京都大学大学院工学研究科
原子核工学専攻）
ウランやプルトニウム、ネプツニウムなどのアクチノイド元素は、水溶液中で 4 価の酸化状態をとることができ、酸性からアルカリ性に及ぶ幅広い pH 領域において、強い加水分解反応を示す 1。
例えば、酸性 pH 領域では、単核種および多核種を含む様々な水酸化物錯体（加水分解種）が生成する。電位差滴定や溶媒抽出法に加え、近年では、
X 線吸収分光（XAS）やエレクトロスプレーイオン化質量分析（ESI-MS）など直接、加水分解種を測定することで、その生成反応の解明が進められている。4 価アクチノイドのアナログとされる
4 価ジルコニウム（Zr）加水分解種の ESI-MS 測
定では、強酸性 pH 条件下で単核から 4 核までの加水分解種が検出され 2、これは広域 X 線吸収微細構造（EXAFS）スペクトルから推定される加水分解種 3 とも概ね一致している。一方、弱酸性pH から中性 pH、さらにアルカリ性 pH 領域では、
4 価アクチノイドは難溶性の水酸化物沈殿固相を形成し、水溶液中の濃度は急激に低下する。中性
pH からアルカリ性 pH における 4 価アクチノイ
3
ドの溶解度は、およそ 10 8 mol/dm （M）またはそれ以下と低く、溶存化学種に対するアプローチは限られる。4 価アクチノイドと可溶性錯体を形成するような無機、有機配位子が共存する場合においても、見かけの溶解度が水酸化物沈殿固相によって低い値に抑えられるケースが数多く存在する。このため、中性からアルカリ性 pH における
4 価アクチノイドの溶存化学種やその平衡反応を把握するには、微量濃度分析によって得られる溶解度の pH や配位子濃度に対する勾配解析（Slope
analysis）が大きな手掛かりとなる。
一例として、著者らによる Zr および 4 価プルトニウム（Pu）と炭酸イオン（CO32 ）の錯生成

36

放射化学

第 41 号

2020

反応に関する研究を紹介する。炭酸イオンは地した 4。また、[C] tot ＝ 0.1 M では、中性 pH 付近

下水環境に普遍的に存在する無機イオンの一つ

で log [Zr] ＝­2 となり、EXAFS による化学種分であり、特に、海水系地下水では数 mM から数析が行われている 5。勾配解析から同条件下で支10mM 程度の炭酸イオンが含まれる。図 1 に、炭配的化学種と推定された Zr(CO3)44 は、EXAFS の酸イオン共存下（全炭酸濃度 [C] tot ＝ 0.015, 0.04,

結果とも整合する。

0.1 M）における Zr 溶解度を示す。Zr は加水分解

一 方、Pu の 場 合、 炭 酸 イ オ ン 共 存 下 に お け

反応により水酸化物沈殿固相を形成するものの、る溶解度（log [Pu]）の log [C] tot に対する傾き

炭酸イオンと可溶性錯体を形成するため、[C] tot

は、Zr のそれより小さく、Zr とは異なる炭酸錯に応じて見かけの溶解度（log [Zr]）は上昇する。

体が支配的な溶存化学種であると考えられた。

log [Zr] の pH 依存性に着目すると、pH 8 〜 9 で

log [Pu] の pH および [C] tot に対する依存性に基は pH に対して概ね一定であり、pH 9 以上では、

づき、Pu(OH)2(CO3)34 や Pu(OH)2(CO3)22 を支配

pH の増加とともに傾き­2（[C]tot ＝ 0.015, 0.04 M）

的な化学種と仮定し、錯生成定数や活量補正係数

または傾き­4（[C] tot ＝ 0.1 M）で減少する傾向の値を求めた。Pu の場合、Zr(CO3)44 と異なり、が見られた（図 1）。一方、pH を固定し、[C] tot

高炭酸イオン濃度下（[C] tot ＝ 0.16 M）においてを変化させた場合、log [Zr] は log [C]tot に対しても 3 元系錯体（Pu OH CO3）が支配的溶存種とおよそ傾き 2 から 4 で増加した。これら溶解度のして存在することが示唆された。類似の 3 元系炭pH および [C] tot に対する勾配解析から支配的な酸錯体は、他の 4 価アクチノイドでも観察されて炭酸錯体として Zr(CO3)44 および Zr(OH)2(CO3)22いる 6。Pu 溶解度は、高炭酸イオン濃度においてを考えた。様々な pH および [C] tot 条件下での溶も 10 6 M 程度であり、Zr のような直接測定によ

解度実験値を解析することにより、炭酸錯体の錯

る溶存化学種の確認は容易ではない。一般に、化生成定数や活量補正係数の値を求め、得られた値学的性質が類似する 4 価アクチノイドの錯生成定によって実験値を定量的に再現できることを確認

数には、イオン半径による系統性が見られる。溶存化学種の妥当性確認には、解析から得られる錯生成定数や活量補正係数の値を他の 4 価アクチノ
イドのそれと比較、検討することが有効な手段の一つと考えられる。
次に、4 価アクチノイドの溶解度を支配する水
酸化物沈殿固相の固相状態に関する著者らの研究を紹介する。既に述べたように、4 価アクチノイ
ドは、加水分解反応の進行によって水酸化物沈殿
固相を形成する。水溶液中の 4 価アクチノイドイオン（M4+）の濃度は、水酸化物沈殿固相との溶解平衡反応の平衡定数（溶解度積：K sp）によって決まるため、固相状態の把握が、溶解度の定量的な評価には不可欠である。4 価アクチノイドの場合、X 線回折（XRD）パターンに特定の結晶構造に由来するピークが見えず、アモルファス状の水酸化物沈殿固相（M(OH)4(am)）が生成し、溶解度を支配すると考えられている 1。一方、熱力学的には M(OH)4(am) より結晶性の酸化物固相（MO2(cr)）が安定であり、温度影響を受けるよ

図1

うな環境下では、固相状態が変化する可能性があ

炭酸イオン共存下におけるジルコニウム水酸化物溶解度る。そこで、著者らは、Zr のアモルファス水酸

37

放射化学

第 41 号2020

化物沈殿固相（Zr(OH)4(am)）を調製、25℃からしていると考えられた。図 2 は、酸性 pH 条件下

90℃までの温度範囲で Zr(OH)4(am) を含む試料溶液を静置し、溶解度に対する静置温度の影響をの各温度で静置した試料の SAXS プロファイルを示す。散乱強度 I(q) は、I(q) ＝ A q P にしたがっ調べた 7。25℃では Zr(OH)4(am) が安定に存在すて、散乱ベクトル q の増加とともに指数関数的

る一方、加熱温度条件（40℃〜 90℃）では溶解に減少した。このとき、傾き P が固相を形成す度が低下したことから溶解度を支配する固相状態

る粒子の形状や表面状態、傾き P が変化する点に変化が生じていると考えられた。
そこで、溶解度を支配する固相状態をより詳細

が粒子の大きさを表す。25℃〜 60℃で静置した
場合、q ＝ 4 nm 1(R g2) 付近で log I(q) の傾きが変に調べるため、EXAFS，広角 X 線散乱（WAXS）

化し、およそ 3 nm 程度の 1 次粒子と凝集体からおよび小角 X 線散乱（SAXS）を組み合わせた幅固相が構成されていることが示唆された。WAXS

広い空間スケールにおける構造解析を行った 。

お よ び EXAFS の 解 析 結 果 と 合 わ せ る こ と で、

酸性 pH 条件下において、25℃〜 60℃で静置しZr(OH)4(am) は図 3 に示すような階層構造を有した 試 料 の WAXS ス ペ ク ト ル に は、 顕 著 な 回 折
ピークは表れず、25℃〜 60℃における固相のバていると考えられた。一方、90ºC で静置した場
合、q ＝ 0.2 nm 1 (R g1) と q ＝ 4 nm 1 (R g2) の 2 箇

ルク構造はアモルファスである（Zr(OH)4(am)）

所で log I(q) の傾きが変化したことから、3 nmと考えられた。一方、90℃で静置した試料には程度の 1 次粒子に加え、70 nm 程度の 2 次粒子と8

ZrO2(monoclinic) に相当する回折ピークが見ら凝集体から固相が構成されていることが示されれ、バルク構造の結晶化が進行していることがた。90℃では、WAXS および EXAFS の解析から示唆された。また、EXAFS スペクトルの解析か

基本化学種構造の多核化に伴う結晶化の進行が示

ら、25℃〜 60℃における Zr(OH)4(am) の基本化

唆されており、2 次粒子の生成はこれによるもの

学構造は 2 〜 4 量体の多核加水分解種であるのにと考えられた。

対して、90℃では基本化学構造の多核化が進行

固相粒子の大きさが十分小さいとき、表面自由エネルギーの違いから、溶解度積（log K sp）は、固相粒子の大きさ（d）に反比例する 1。25℃〜90℃で静置した水酸化物沈殿固相の log K sp および 1 次 /2 次粒子 / 凝集体の大きさの関係を調べたところ、25℃および 90℃で静置した水酸化物沈殿固相の溶解度は、それぞれ 1 次粒子および 2 次粒子の大きさにより支配されていると考えられた。一方、40℃および 60℃で静置した場
合、25℃の場合と固相粒子の大きさに違いはない
ものの log K sp の値は静置温度とともに低下した。
SAXS プロファイルでは、25℃〜 60℃の静置温度の違いにより、固相粒子の表面状態にわずかな違

図2

酸性 pH 条件、25℃〜 90℃で静置したジルコニ
ウム水酸化物固相の SAXS プロファイル

図338

酸性 pH 条件における Zr(OH)4(am) の階層構造

放射化学

第 41 号いが見られており 8、表面の状態変化が溶解度に2020

Inorg. Chem., 14, 2142–2151 (2004).

及ぼす影響について、より詳細な検討が今後の課（4） T. Kobayashi and T. Sasaki, J Solution Chem.,

題であると考えられる。

46, 1741–1759 (2017).
（5） F. Takasaki et al., Dalton Trans., 44, 645–652

参考文献(2015).
（6） M. Altmaier et al., Chem. Rev. 113, 901–943（1）M. Rand et al., Chemical thermodynamics ofthorium., Elsevier, North-Holland, Amsterdam(2013).
（7） T. Kobayashi et al., Radiochim. Acta 104,

(2009).
（2） T. Sasaki et al., J. Nucl. Sci. Technol., 47,

183–193 (2016).
（8） T. Kobayashi et al., Langmuir, 35, 7995–8006

1211–1218 (2010).
（3） C. Hagfeldt et al., J. Chem. Soc. Dalton Trans.

(2019).

39

放射化学

第 41 号

2020

特集 日本放射化学会第 63 回討論会（2019）
奨励賞
小豆川勝見（東京大学大学院総合文化研究科）

受賞題目：福島第一原子力発電所事故で放出された放射性核種を含む食品などの分析＜授賞理由＞

射能データ約 87.8 万件を用いた原発事故前と事故

小豆川博士は、福島第一原発事故に伴う放射性後の放射性セシウムなどの動態の比較（例：牛肉

核種の放出やその食品中の定量などにおいて継続では放射性セシウム濃度は 2011 年夏頃にピークを的に研究を続け、以下のような顕著な研究成果を迎えた後、徐々に低減する傾向；今後は 90Sr の動挙げている。

態に注目）、（iii）原発事故から 3 年後の福島県外（1）小豆川博士は、2011 年 3 月の福島第一原で流通・販売していた食品 96 サンプルに対するス

子力発電所事故から約 1 ヶ月後に、原発正門前か

クリーニングレベル以下の 137Cs、134Cs、40K の定ら 20 km 圏内の警戒区域および帰還困難区域内

量分析、などの分析を進めている。特に 2018 年

を中心に環境試料のサンプリングを行い、ガンマには、福島第一原発事故による放出とそれ以前

線測定による核種定量を行った。当時、原発正門の放出イベント（大気核実験・チェルノブイリ

前では地上 1 ｍ高で 100 µSv/h 程度の空間線量率

原発事故等）との分離を目的として、国内外の食があり綿密な試料採取は困難であったため、原発

品 206 試料を対象としてガンマ線分析を行い、こサイト外の情報は主にモニタリングポストで得ら

れらに含まれる極微量な 134Cs を痕跡として用いれる空間線量率のみで、その変動から汚染の実態て 134Cs/137Cs 比から福島第一原発由来の寄与分をを推定するという、極めて限られた情報しかな定量化した。例えば、岩手県の乾燥シイタケではかったことから、小豆川博士は実試料採取の重要58.8 – 75.5% が福島第一原発事故由来と判断でき性を認識していた。その結果、事故直後でないとたが、一方で同事故以前の放出に由来する 137Cs

測定できない多数の短半減期核種の定量に成功も一定の割合で存在していたことを明らかにした。

した（Shozugawa et al., 2012, Environ. Pollution）。

また、魚類についても同様の検討を進めた。

この論文は 2019 年 5 月までに 60 件の被引用数

これらの研究では、福島第一原発事故から放出さ（Web of Science）があり、福島第一原発事故後れた放射性核種について、初期の原子炉近傍の試料

初期の放射性核種の分析研究として大きな波及効測定による多核種分析や 134Cs/137Cs 比による福島第果があった。

一原発 1 〜 3 号機の同定法の提案などの重要な貢（2）福島第一原発 1 〜 3 号機のCs/ Cs 比

献をする一方で、海外の放射能測定を得意とするを指標として用いて、同原発事故に由来する放射研究機関との連携の下で、環境放射能の基礎研究

性核種の放出原子炉別の起源評価法 を 、 実 測 の側からの報告が少ない食品について、ガンマ線放Cs/ Cs 比のデータを基に提案した。この手法

出核種やそれ以外の核種（90Sr、129I、超ウラン元

134

134

137

137

は、現在、セシウム濃集粒子（いわゆるセシウム素など）の定量値を報告し、分析手法の向上、環ボール）を放出した原子炉の特定にも盛んに利用

境動態の議論、内部被ばくの検討などを進めた。

されており、小豆川博士の研究はその先駆けをな

これらの取り組みでは、放射化学・分析化学的なすものである。

成果として重要であることに加えて、社会的なイ（3）その後小豆川博士は、食品中の放射性核種

ンパクトも含めた多方面の貢献があったと評価での高感度分析を中心に精力的に研究を進めておきる。

り、（i）日本における米・小麦の放射性セシウム・

また小豆川博士は、このような研究の推進と同ストロンチウムの実効半減期の推定、（ii）環境放

時に、分析結果公開を希望する関係者が放射能デー

40

放射化学

第 41 号

2020

タを確認できる環境を整えて住民が議論する基礎情については、技術的にある程度確立されているガ報を提供するなどの取り組みを進めた。また、自治ンマ線の分析手法をより深化させ、一見すれば無体や地域住民に対する放射能分析の実際的な教育意味ともとれるほどの低い下限値で放射性セシウ

について、放射性物質とは何かを講義すると共に、ムの定量を行っています。1 キログラムあたりミ

現地で実際の測定を行うことが最も効果的な啓蒙

リベクレル程度の、ごく微量に含まれる 134Cs のになると考え、これを実施してきた。

痕跡を捉えるほどの分析手法は、単に福島原発事

以上のように、小豆川博士は、福島第一原発事

故の影響の有無を定性的に判定するだけではな

故後初期の放射能測定、食品中の放射性セシウム

く、これまで汚染源を分けることが不可能だったの高感度分析、測定に関する海外研究者との連携

137

体制の構築や自治体・地域住民への啓蒙活動など

事故」か「それ以前（Pre Fukushima）」由来かを、において極めて活発な活動を行っており、環境放定量的に評価できることに繋がりました。このこ

射化学分野において将来の発展が期待される研究とが土壌や海水ではなく、実際に我々が食する食者である。以上のことから、日本放射化学会は、材でも明確に示されています。たとえば、北太平

小豆川勝見博士に日本放射化学会奨励賞を授与す

洋を回遊する大型魚は 0.1 Bq/kg 程度の 137Cs がることに決した。

含まれているようですが、その半分が福島原発由Cs が 134Cs/137Cs 放射能比によって、「福島原発来、残りの半分が Pre Fukushima と報告してい（日本放射化学会賞選考委員会）

ます。このような評価は福島原発事故後の放射性物質の拡散について改めて考えさせられる、よい＜奨励賞受賞者の紹介＞材料となるのではないでしょうか。

小豆川勝見氏は 2003 年 4 月から東京大学大学

2018 年から彼は福島第一原発の立地する福島

院総合文化研究科の私の研究室に修士課程からメ

県大熊町の除染検証委員を務め、放射性物質の分ンバーに加わり、以来、日本原子力研究開発機構

析だけではなく、その数値を復興の現場にどのよ（JAEA）や高エネルギー加速器研究機構（KEK）

うに組み込んでいくのか考える立場にもありまにおいて放射化分析法や X 線吸収微細構造法なす。福島第一原発の廃炉や被災地の復興には数十どを用いた環境試料の分析に従事してきました。

年という長い時間がかかるとされています。その修士から博士課程にかけて彼は、国立極地研究所

加速のためにも、この受賞をステップに、彼にはが採取した南極海や南太平洋といった遠洋性の堆

さらなる活躍を願うばかりです。

積物を用いて、堆積物中の鉄の状態分析を行うほ（松尾基之）

か、堆積物の元素濃度を多次元ベクトルとみなした多変量解析によって、堆積物中のダストが大陸性の起源か島弧性の起源かを推定する研究を進めてきました。
彼にとって大きな転機となったのは、博士号取得（2011 年 3 月 8 日）直後の東日本大震災（同年 3 月 11 日）に伴う福島第一原発事故でしょう。
福島第一原発事故から環境中へ放射性物質の拡散が始まったころ、彼はヒューストンで開催されていた MTAA 11 に参加していたため、あの当時の切迫感を生で感じていません。それにもかかわらず、2011 年 4 月から現在に至るまで彼が足繁く現場に通い続けているのは、親しみ慣れた原子炉への思いの強さを感じさせます。
受賞内容の一つにある、食品などの放射性物質

41

放射化学

第 41 号＜奨励賞受賞者による研究紹介＞

2020の 131I が観測され、乳児へ水道水を与えることを控えるよう東京都は呼びかけた。この件は、当時

福島第一原子力発電所事故

大々的に報道されたので記憶に新しい方も多いだ

で放出された放射性核種をろう。ただ、当然のことではあるが、水道水か含む食品などの分析

ら 131I が検出されたのは同浄水場だけでなく、東日本の多くの地域の浄水場から 131I や 137Cs が観

小豆川

勝見

測されている。Fig. 1 は 2011 年 3 月から 5 月末

（東京大学大学院総合文化までの約 2 か月間における東日本の各地域の水研究科）

道水に含まれていた 131I と 137Cs の経時変化である 2。131I は、東日本の広い範囲、特に福島県内の2011 年から続く（株）東京電力 福島第一原子

水道水で顕著に検出され、時として 1,000 Bq/kg

力発電所の事故によって、同発電所から 2019 年に到達する時期もあった。137Cs は 131I のおおむね

現在も放射性核種が環境中に拡散し続けている。

1/10 のレベルであり、放出量の推定値 3 とも一事故初期の様々な混乱は改めてここで述べること致する。

ではないが、放射性核種を常日頃から取り扱い、

この期間において 137Cs は半減期が 30.2 年と比研究炉や加速器を長きにわたって利用してきた私較的長いこともあって、放射能と採取時期との間にとって、「便利なツール」だった放射性核種がに明確な相関は見られなかった。しかしその一方「忌まわしいもの」と社会から認識された瞬間は、

で、131I はどの採取地点においても 131I の半減期

生涯忘れえぬ出来事になった。同時に、チェルノ（8.02 日）のライン（Fig. 1 上の斜めの点線）よ

ブイリ原発事故（1986 年）やキシュテム事故（1956

りも早く放射能が下がる傾向が確認された。この年）のような大規模な原子力災害は日本では起こことは原子力災害の緊急時における水相中の 131I

りえないと高をくくっていた私にとって、「福島の除去手段を検討する上で重要な知見になると考原発事故後にすべきことは何か」と自問したとえている。

き、それは正確な測定値を公開していくことだと次に事故から 3 年後のステージでは食品中に含考え、以来、（旧）警戒区域や帰還困難区域内のまれる 134Cs, 137Cs の動態に着目した 4。公定法に測定を中心に、あらゆる環境中の放射性核種の測定める前処理法を食材に合わせて改良し、結果定に携わるようになった。

137

Cs の検出下限値は 10 3 Bq/kg 前半、すなわち

特に食品に含まれる放射性核種は、国内外から

1 桁 mBq/kg のオーダーにまで到達することに成の関心が極めて高いことに加え、基準値策定の功した。本研究では、東日本の流通食品を測定対経緯の煩雑さが多くの方の理解を阻害し、さら象としたが、全体の傾向として 96 試料中、134Csに、そもそも測定数が充足していないなど、測ると 137Cs を検出できた食品は 46 試料であり、そ側も知らされる側も双方がパニックとなった時期の中央値は 0.16 Bq/kg であった。研究期間におがあった。本研究では、その状況を少しでも改善

ける一般食品の基準値は、放射性セシウムとしてすることを目的として、1）事故直後（2011 年 3

100 Bq/kg と定められていることから、この結果

月から 3 か月程度）、2）3 年後（20142015 年）、は、流通食品中の放射性核種は良く管理されてい2017 年）とステージを分けてるといえよう。ただし、福島県外における「道の水道水や一般的に流通する食品について主にガン駅」では、100 Bq/kg を超過した食材が実際に販

マ線分析を行い、その分析値を公開してきた。

売されていることを確認したこともあった。「道3）5 年後（2016

まず、事故直後は水道水に着目した。2011 年の駅」のような直販方式は、一般的に流通する食3 月 21 日から 22 日の降水で、東京都目黒区の品の割合を考慮すれば極めてレアなケースではあ東京大学駒場キャンパス内で 2,830 Bq/kg からるが、このことが広く報道された場合の影響は少I を 観 測 し た 。 ま た 23 日 になくない。販売側は放射性核種の動態を注視しなは東京都内の金町浄水場の水道水から 210 Bq/kg

がら、測定の意識を持ち続けなければならない。

11,100 Bq/kg の

131

1

42

放射化学

Fig. 1

第 41 号

2020

2011 年 3 月から 5 月末までの間に東日本の水道水に含まれていた 131I((a), Bq/kg)、137Cs((b), Bq/kg)

最後に、事故から 5 年後の食材について考えての抜粋である 5。乾燥シイタケ（岩手県産・「道のみたい。先の研究では、134Cs/137Cs 放射能比から、駅」販売）では、58.8％から 75.5％が福島原発由

食材には明らかに福島原発事故以前の影響分が相来と判断できる。一方で、コメ（茨城県産玄米・当あることを感じていた。そこで、この研究期間

白米）はほとんどが福島原発由来（93.4％以上）

では、 Cs/ Cs 比から逆算して食材に含まれると判定できた。魚類では、回遊する鮭で 49.2％（水

134

137

Cs がどの程度福島原発事故由来なのか、とい揚げは北海道）、シイラで 46.1％（水揚げは千葉）

う点に着目して評価を行った。Fig. 2 は流通食材であった。この点も海洋への影響を論ずる上で重に含まれる要な知見となることを期待したい。

137

Cs のうち、2011 年以前（大気核実137

験やチェルノブイリ原発事故など）と福島原発事

今後は 134Cs や 137Cs に加えて、135Cs を定量値

故由来分を 134Cs/137Cs 比から明らかにしたものに加えることで、原子炉別（1，2，3 号機）の判

43

放射化学

第 41 号

2020

Table 1. 流通食品に含まれる 134Cs と 137Cs について事故から 3 年後（2013 2014 年）と 1987 2001 年、および 1994
1995 年の食品との比較
134

Food category

2013–2014(this study)
Median137

Cs Bq/kg–flesh weightSD

Cs Bq/kg–flesh weight

1987–2001

1994–1995

Median

Mean

SD

SD

2013–2014(this study)
Median1987–2001
SD

MedianSD

1994–1995
Mean

SD

Rice (5)

0.57

0.08

-

-

0.17

0.01

-

ND(0.022)

Cereals (2)

0.028

0.004

-

-

0.066

0.01

-

ND(0.049)

0.05

-

0.23

0.03

-

0.11

0.02

0.01

-

ND(0.11)

Nuts and Seeds (4)ND(0.28)

-

-

0.31

Potatoes (3)ND(0.54)--

ND(0.63)

Bean &
Bean products(3)ND(0.041)

-

-

0.11

0.16

-

-

0.49

-

ND(0.023)

Green vegetables (2)ND(0.24)

-

-

0.012

0.003

-

ND(0.025)

Other vegetables (12)

0.32

0.04

ND

-

1.0

0.07

0.028

3.5

0.5

1

Fruits (1)Mushrooms (7)Seaweeds (2)ND(0.19)

-

-

20

-

-

ND(0.20)0.006

ND(0.051)
1.7

0.1

0.092

0.03

Seasonings (11)

0.013

0.003

-

-

0.041

0.01

Fishes (5)

0.068

0.2

ND

-

0.15

0.02

Meats (3)ND(0.037)

ND

-

0.042

0.01

Eggs (1)ND(0.010)

ND-

ND(0.014)

-

-

0.073

0.01

0.089

ND(0.010)

-

-

0.024

0.005

ND(0.14)

Processed (13)ND(0.59)

ND-

ND(0.56)

0.1

Water (4)ND(0.068)--

ND(0.079)-

Milk &
Milk products (7)Beverages (11)

0.022

0.003

ND(0.043)
0.03
0.011

0.006
0.003

0.16

0.03

0.13

0.02

ND(0.005)

0.01

0.009

-

定まで実現することを計画している。
本研究は、松尾基之先生（東京大学）から長年にわたってガンマ線測定のご指導をいただき、遂行することができました。心より御礼申し上げます。高橋嘉夫先生（東京大学）、久保謙哉先生（国際基督教大学）はじめ多くの先生方にご指導賜りましたこと深謝申し上げます。また、Prof. Georg
Steinhauser（ドイツ・ハノーファー大学）、Prof.
Thomas E. Johnson（米国・コロラド州立大）や彼らの研究室に所属する大学院生の皆さんのご協力をいただき、研究を進めることができました。
国立大学協会、住友財団（環境研究助成）、郵船
商事、大塚商会（ハートフル基金）、文科省科学研究費からも研究助成をいただきました。御礼申し上げます。
本研究は、原発事故によって被災された多く

Fig. 2 原発事故から 5 年後の流通食品に含まれる 137Csの中で福島原発事故に由来するものを赤で表現した。円の大きさ ( 面積 ) は各凡例の放射能に対応する。

の方々から、試料のご提供からご寄附に至るまで多大なご厚情を賜りました。改めて御礼申し
上げます。

44

放射化学

第 41 号

文献
1.

nuclear accidents: a review of the environmet滝澤勉、野川憲夫、小豆川勝見、東京大学

al impacts, Science of the total environment

駒場 1 キャンパスにおける福島第一原発事

470, 800–817, 2014.

故 由 来 の 放 射 性 ヨ ウ 素 の 動 態（Dynamics

2.

4.

K. Shozugawa, T. Saito, M. Hori, M. Matsuo,

of radioiodine originated from Fukushima

High Sensitive Analysis of Radioactive Cesium

Dai-ichi accident in Komaba 1 campus, thein Japanese Foodstuf fs: Three Years after

University of Tokyo），radioisotopes, 67(1),the Fukushima Accident, Journal of Radio-

1–10, 2018.

analytical and Nuclear Chemistr y, 307 (3),S. Merz, K. Shozugawa, G. Steinhauser,

2117–2122, 2016.
5.

Analysis of Japanese Radionuclide Monitoring

3.

2020

M. Hori, T. Saito, K. Shozugawa, Source evalu-

Data of Food Before and After the Fukushima

ation of 137Cs in foodstuf fs based on trace

Nuclear Accident, Environmental Science &134Cs radioactivity measurements following

Technology, 49 (5), 2875–2885, 2015.

the Fukushima nuclear accident, Scientific

G Steinhauser, A Brandl, TE Johnson, Com-

reports, 8 (16806), 2018.

parison of the Chernobyl and Fukushima

45

放射化学

第 41 号

2020

特集（日本放射化学会第 63 回討論会（2019）若手優秀発表賞
福島原発事故により放出された不溶性粒子に含まれるプルトニウムの定量
五十嵐淳哉 1、鄭福田建 2、張美保 2、倪

子見 1、二宮

有意 2,4、青野和彦 1、佐藤辰雄 2、篠原志彦 3、厚1（1 阪大院理、2 量研、3 原子力機構、4 北京大物理）プルトニウム（Pu）は原Cs や 90Sr、239Pu などの核種間の含有量を比較

137

子力災害において最も注目することで、粒子生成時の炉内環境の解明が期待される放射性核種の一つでされる。本研究グループは過去に不溶性粒子に含

あ り、2011 年 に 起 こ っ た

まれる 90Sr/137Cs の定量を行ってきた [4]。本研究

福島原発事故でも Pu の放では放射化学的手法と ICP-MS 質量分析により、出があったことが知られて不溶性粒子に含まれる Pu 同位体の定量を行い、おり、様々な環境試料に対

Pu/Cs や Sr/Cs の違いから予想される粒子生成時の炉内環境について検討を行った [5]。

する調査が行われてきた。一方で環境中に存在す
る Pu の中でもっとも寄与が大きいものは、事故

本研究では福島県双葉町と大熊町で採取した土前から存在している大気核実験によるグローバル

壌やダスト試料から不溶性粒子を分離し、粒子一フォールアウト（GF）由来のものである。福島

つずつの分析を実施した。双葉町で採取した不溶原発事故での Pu の放出量は少ないために、GF

性粒子は放射性 Cs の放射能を数百 Bq 程度含み、[1]

由来の Pu の影響を大きく受けることから、事故

134

Cs/137Cs の値や粒径などの性質により、1 号機

による Pu 汚染の正確な評価は困難である。そこの水素爆発により放出されたタイプ B 粒子であで核実験や原発事故ごとに異なることが知られてると同定した [4]。一方で大熊町の不溶性粒子は放いる Pu 同位体比に注目した分析が行われている

射性 Cs の放射能を数百 Bq 程度含み、134Cs/137Cs

が、得られた同位体比は GF による影響でばらつの値や粒径などの性質により 3 号機の水素爆発

いており、福島原発事故による Pu 同位体比の正により放出されたタイプ A,B のどちらにも分類

確な実測値が得られていない状況である [1]。

されない新たなタイプの不溶生粒子であると推ところで福島原発事故では、SiO2 の母材に放測された [4]。これらの由来の原子炉が異なる不射性 Cs が濃集した水に不溶な粒子（不溶性粒

溶性粒子について、それぞれ化学分析により Pu子）が放出されたことが知られている。これまを単離し、質量分析による Pu 分析を行った。そでに粒径や放射能、由来の原子炉の違いによりタの結果、双葉町の不溶性粒子からは 239Pu, 240Pu,

イプ A とタイプ B の少なくとも 2 種類の不溶性

241

粒子の存在が報告されている [3]。不溶性粒子は10 5 Bq 程度であることがわかった（Fig. 1）。Pu

原子炉から直接放出され水に不溶であることから同位体比については 240Pu/239Pu で 0.330 〜 0.415、

環境からの汚染の影響を受けずに放出時の物理化

241

学状態を保持していると考えられる。したがって大熊町から採取した不溶性粒子からは、これらの不溶性粒子からの分析により GF の影響を受けてPu 同位体の存在量は定量下限値以下であり、双[2]

Pu を定量することができ、239+240Pu の放射能はPu/239Pu で 0.161 〜 0.178 が得られた。一方でいない Pu 同位体比の決定が期待される。また不葉町で採取された粒子と比べて Pu の量が少ない

溶性粒子に含まれる Pu の量は、粒子生成時におことがわかった。本研究で得られた 1 号機由来のける炉内環境の解明に繋がると期待される。すな

双葉町の不溶性粒子の Pu 同位体比については、

わち揮発性の異なる元素間での比較、具体的には

240

Pu/239Pu、241Pu/239Pu ともに GF の値 [6] からは

46

放射化学

第 41 号

2020

雰囲気の下で形成されたことを示している。

大きく外れていることが分かった。福島原発事故
後に採取された環境試料と比較すると、不溶性粒

引用文献

子のこれらの Pu 同位体比の値は GF の影響を大きく受けたと推測される土壌の値
く、落ち葉

[1]

や黒い物質

、植物

[7]

[1]

よりも大き

（1）J. Zheng et al., Sci. Rep. 2, 0304 (2012)

[8]

といった一

（2）K. Adachi et al., Sci. Rep. 3, 2554 (2013)

部の環境試料の値に近いことが分かった。また、（3）Y. Satou et al., Geochem. J. 52, 0514 (2018)

本研究の結果は福島原発の炉内インベントリー計（4）Z. Zhang et al., Environ. Sci. Technol. 53, 10,

算値

[9]

とよく一致することがわかった。

5868 5876 (2019)

本研究で分析した不溶性粒子については、別（5）J. Igarashi et al., Sci. Rep. 9, 11807 (2019)に Sr の定量を行っており、 Sr/ Cs は全ての90

90

粒子で 10 のオーダーであった
4（6）J. Kelly et al., Sci. Total. Environ. 238/238, 483

137。一方で不溶[4]500 (1999)

性粒子中における 239+240Pu/137Cs は、1 号機由来

（7）M. Yamamoto et al., J. Environ. Radioact. 132,の双葉町で採取された粒子で全て 10 8 の値となっ

31 46 (2014)

たのに対して、3 号機由来の大熊町の粒子では検（8）J. Dunne et al., Sci. Rep. 8, 16799 (2018)

出下限値以下であり 10 より小さいことが分かっ（9）K. Nishihara et al., JAEA-Data/code. 2012

8た。このことは、1 号機と 3 号機で生成した不溶

018, 65 117 (2012)

性粒子が、それぞれ異なる温度環境、酸化還元的

Fig. 1 The SEM image of the analyzed radioactive particle found in Futaba town.

47

放射化学

第 41 号

2020

特集（日本放射化学会第 63 回討論会（2019）若手優秀発表賞
MRTOF+ α ⊖ToF を用いた 207Ra の質量－崩壊特性測定
庭瀬暁隆 1,2,3、和田

道治 3、P. Schur y3、伊藤

由太 4、木村創大 2、加治大哉 2、

M. Rosenbusch 、渡辺 裕 、平山 賀一 、宮武 宇也 、J. Y. MOON , 石山 博恒 、森本 幸司 2、
2

羽場

3

宏光 2、田中泰貴 8、石澤3

3

倫 5,2,3、高峰

7

愛子 2、森田2

浩介 1,2、H. Wollnik1,6（九大理 1、理研仁科セ 2、高エ研 3、JAEA4、山形大 5、NMSU6、IBS7、ANU8）

原子核は中性子や陽子と我々はこのようなコンセプトの基、原子核の質

いった核子の集合体が、結量と α/SF 崩壊特性の相関測定を可能とする革新

合エネルギー分だけ軽く的な検出器、 α TOFなった状態で安定した系とでの性能評価 [3, 5] をこれまでに行い、2018 年の考えることができる。結合

クリスマスイブに初のオンライン実験を行った。

エネルギーは核の存在や安実験は理化学研究所の RIBF にて行われた。実

定性を決定する指標とな験概念図を Fig.1 に示す。159Tb（51V, 3n）反応によっり、核子間相互作用を議論するための最も基本的て合成された単寿命核種 207Ra を GARIS II によっかつ重要な物理量である。原子核質量は核種固有て一次ビームから分離、焦点面への輸送を行い、の値をもち、熱い融合反応で合成される超重核のマイラー膜を用いて 100 mbar の He ガスを充填ように崩壊連鎖が既知の核へ辿り着かないようなしたガスセル中で、イオンが停止する最適なエネ

原子核においても、精密な質量測定から核種の質

ルギーまで減衰させる。ガスセル内で熱化されを開発 [3, 4]、オフライン

量数と原子番号を一意に同定することができるた

たイオンは RF カーペットによってガスセル内かめ、今後の超重核研究において重要な役割を担っら引き出された後、多段 RF トラップシステムにている。

よって MR TOF へと輸送され、質量測定を行う。

我々は理化学研究所の気体充填型反跳分離装

MR TOF にはイオン検出器として α TOF が組み置（GARIS II ）と多重反射型飛行時間測定式質込んであり、207Ra の質量と崩壊特性の相関測定

量分光器（MRTOF MS ）を組み合わることで、を行った。

世界初となる超重核の直接質量測定へ向けて研究

実験結果の一部を Fig. 2 に示す。Fig. 2(a) は
α TOF で測定した α 崩壊イベントである。測定

[1]

[2]

開発を進めている。
超重核の生成断面積は極めて小さく、限られたイベント数から質量分析を行う必要があり、得られた飛行時間信号が散乱粒子や分子イオン等に起因した信号ではなく、真の超重核起因のものであるという明確な判断が必要となる。

Reference
Ions

RF Trap system

SSD
SPIG

100 mbar
He gasIons fromGARIS-II

一方で現在報告されている超重核は、一部のMylar
degraderisomer を除けば、α 崩壊 /SF 崩壊が主の崩壊様
MRTOF-MS式であり、核の寿命決定の一因を担っている。崩壊エネルギーや半減期といった崩壊特性も質量と同様に核種固有の値であるため、これらの相関計測を行うことで、バックグラウンドの中から真の超重核起因の飛行時間信号を弁別することが可能-TOF detectorとなる。

Fig.1. Setup of experiment

48

放射化学

第 41 号2020

核種である 207Ra とその娘核 203Rn の崩壊イベン

算され文献値である 1.35(22) 秒と誤差の範囲でトが確認できる。測定した全ての一致している。

Ra の α 崩壊

207

イベントは、その飛行時間イベントとの１対１で以上の実験結果から、α TOF 検出器を用いるの相関がとれている。Fig. 2(b) は、入射から 3 半ことで、α 崩壊に相関した飛行時間信号が得られ減期以内の崩壊イベントと相関したイオンのみをる事を実験的に確認した。また 10 6 レベルの精プロットした飛行時間スペクトラムである。非対密質量測定と同時に半減期測定が可能であるとい

称のガウシアンフィッティングを行い、リファ

うことも明らかにした。

レンスとして使用した

Cs の飛行時間との比較

我々は今後、α TOF 検出器を用いて世界初の133を行うことで、質量値の導出を行う。本実験か

超重核質量測定へ挑戦していく予定である。

ら、 Ra の質量欠損（Mass excess, ME）として
207

ME EXP ＝ 3615(83) keV という値が得られ、これ引用文献は文献値である ME AME2016 ＝ 3540(50) keV と誤[1] D. Kaji et al., Nucl. Inst. and Methods in

差の範囲で一致している。また測定精度は δm/m

Physics B, 317 (2013) 311.

＝ 2.1 × 10 であった。
6

続いて、測定した全ての[2] P. Schur y et al., Nucl. Inst. and Methods in
Ra の崩壊時間分布

207

Physics B, 335 (2014) 39.

を Fig. 3 に示す。崩壊時間の最尤値は個々のイオ[3] T. Niwase et al., Nucl. Inst. and Methods in

ンの寿命の平均値によって与えられるため、このPhysics A, 953 (2020) 163198.

分布を基に崩壊時間を導出すると、1.91(19) 秒と[4] 庭瀬 暁隆 ほか，放射化学 第 37 号 P. 4

いう値が得られ、また半減期は 1.33(13) 秒と計[5] 庭瀬 暁隆 ほか，放射化学 第 39 号 P. 20

decay time distribution of 207Ra
207gRa207mRadecay time[s]Fig.2. (a) α -decay spectr um at α -TOF detector.

Fig.3. decay time distribution of 207Ra(b) decay cor related ToF event with 4.2 scoincidence time (corresponding to 3 half-life
period of 207Ra)

49

放射化学

第 41 号

2020

特集（日本放射化学会第 63 回討論会（2019）若手優秀発表賞
ラマン分光法と X 線吸収分光法による二酸化ウランの酸化状態分析
蓬田

匠、大内

和希、松村

大樹、辻

卓也、小林

徹、北辻

章浩

（日本原子力研究開発機構）

ため、X 線吸収端近傍構造分光（XANES）法によ

1．緒言
福島第一原子力発電所

り二酸化ウランの酸化状態を分析する手法を検討（1F）事故により、核物質した。さらに、X 線を用いる手法と比較し、表面であるウランを含む大量

敏感かつ局所的な分析が可能な顕微ラマン分光分の燃料デブリが生成した。

析（MRS）法を併用することで、酸化部位を特定

1F の廃炉においては燃料し、部位毎に化学形を判別することを試みた。

デブリの取り出しが必要不可欠であるが、燃料デブリの取り出しに伴い、核2．実験方法物質を含む微粒子の環境中への放出が懸念されてウランの参照試料として、新規に合成されたいる。また、1F に限らず、原子力発電の使用済

二 酸 化 ウ ラ ン（UO2）、 お よ び ウ ラ ン 標 準 物 質

燃料の処分方法についても、ウラン等の核物質をJAERI U1（U3O8）を用いた。二酸化ウランの経含んだ状態で地層処分を行う、直接地層処分の可年変化を調べるためのモデル化合物として、約能性が言及されている。今後、多量の核物質の取30 年間空気雰囲気下で保存された経年二酸化ウ

り扱いが想定される中、環境中へウランが放出さラン（UO2+X）を用いた。X 線吸収分光測定用のれた場合の移行挙動を推定する必要性が高まって試料として、約 10 mg のウラン粉末試料と窒化いる。
ウランは多様な酸化物形態を取ることが知られホウ素を混合し、錠剤成型機によりペレットを調製した。U L III 端 X 線吸収分光測定は、大型放ており、各酸化物で物理的・化学的な性質が異な射光施設 SPring 8 BL14B1 において行った。測る。二酸化ウラン（UO2）は融点が高く、高温で定した XANES スペクトルの解析、および線形

安定していることから原子力発電用燃料として用

結合フィッティングは、XAFS 解析ソフトウェ

いられている。ただし、UO2 は不定比化合物であア Athena を用いて行った（3）。また、それぞれり、過定比酸化ウラン（UO2+X）へと酸化するこのウラン粉末試料をミクロスパーテルにより分とで、その安定性が変化する。水への溶解性につ取し、カーボンテープ上に担持してラマン分光

いても、UO2 や八酸化三ウラン（U3O8）などは測定用試料を調製した。顕微ラマン分光測定は、水に不溶であるが、過酸化ウラン（UO4・nH2O）

532 nm のレーザー光源を備えた顕微ラマン分光

は水へ容易に溶解する（1）。そのため、ウラン酸

光度計（ラムダビジョン製 Micro RAM300）に化物の酸化状態を詳細に分析することは、使用済より行った。

燃料や燃料デブリ等の性状評価、および処分方法の検討を行う上で重要な知見を与える。

3．結果と考察

二酸化ウラン粉末の分析には、X 線回折法が広Fig. 1 に、新規合成 UO2、U3O8、および経年二く使われている。しかし、X 線回折法では局所的

酸化ウランの 3 試料の XANES スペクトルを示しな分析は難しく、100 mg 程度の試料量が必要でた。経年二酸化ウランの吸収端エネルギーは、新ある（2）。使用済燃料や燃料デブリは高い放射能を

規合成 UO2 のものと比較して高エネルギー側に持つため、分析に供する試料量を少なくできる分

シフトし、UO2 と U3O8 との間に位置した。この析法が望ましい。本研究では、試料量を低減する

結果は、経年二酸化ウラン中に含まれるウラン

50

放射化学

第 41 号

2020の酸化が進み、4 価よりも酸化されていること

グが、ミリグラム程度の試料量で二酸化ウランのを示唆する。定量的に経年二酸化ウランの酸化

酸化状態を定量的に分析する手法として有効であ状態の評価を行うため、XANES スペクトルの線ることが示された。

形結合フィッティングを行った。UO2 と U3O8 のまた、二酸化ウラン表面の酸化状態を局所的に

XANES スペクトルを用いて、経年二酸化ウラン

分析するため、ウラン酸化物の顕微ラマン分光測（UO 2+X）のスペクトルをフィッティングした結定を行った。Fig. 3 には、UO2 と U3O8 のラマン

果が Fig. 2 である。UO2 の XANES スペクトルを

スペクトルを示した。UO2 のラマンスペクトル69.7％、U3O8 の XANES スペクトルを 30.3％の割

からは 445, 1148 cm 1 のラマンピーク、U3O8 のラ合で結合することにより、経年二酸化ウランのマンスペクトルからは 248, 412, 743 cm 1 等のラ

XANES スペクトルを精度良く再現することがで

マンピークが観測された。これらのラマンピーク

きた。この結果は、経年二酸化ウランの約 70％

は、それぞれ UO2 の構造、および U3O8 の構造には二酸化ウランの形状を保っているが、約 30％由来する（4）。Fig. 4 には、経年二酸化ウランに対し、が八酸化三ウランへと酸化していることを示唆す

異なる 10 箇所においてラマンスペクトルを取得る。以上より、XANES の線形結合フィッティン

した結果を示した。すべてのスポットで、UO2 のFig. 1 X-ray absorption near edge structure(XANES)
spectra of UO2, U3O8, and UO2+X.

Fig. 3 Raman spectra of U3O8 (up) and UO2 (down)
samples on carbon tape.

Fig. 2 Linear combination fitting of XANES spectra of
UO2+X using UO2 and U3O8 XANES spectra.

Fig. 4 Raman spectra of the UO2+X sample on carbon
tape.

51

放射化学

第 41 号

2020

構造に由来する 445 cm 1 のラマンピークが観測用いた手法を検討した。約 10 mg の試料全体の酸された。また、一部のスポットで U3O8 の構造に化状態を、XANES スペクトルのフィッティング

由来する 743 cm のラマンピークが観測された。

により分析した。その結果、経年二酸化ウランのさらに、Fig. 4 中の最下部のラマンスペクトルの

約 30％が U3O8 となっていることを明らかにした。

ように、828, 869 cm の位置にラマンピークが観

また、顕微ラマン分光法を用いて、経年二酸化ウ

測されたスポットが存在した。この 828, 869 cm

1

ランの表面を局所的に分析した結果、経年二酸化のラマンピークは、UO4・nH2O の構造によるもウラン表面に UO2 と U3O8 が混在する他、極わず

11のと帰属された（5）。UO2 や U3O8 は水に不溶であかな UO4・nH2O を検出できた。本法により、微るが、UO4・nH2O は水に可溶である。したがっ

小量の試料で二酸化ウランの酸化状態を定量的かて、経年二酸化ウランの表面の一部に、水に可溶

つ部位ごとに判別できるため、1F 事故で発生しな過酸化ウランがごくわずかに形成されているこた燃料デブリの分析などへの応用も期待できる。

とが、顕微ラマン分光測定結果から明らかとなった。この結果は、経年二酸化ウランが水溶液と接引用文献触することで、ウランが溶出する可能性があるこ（1） Z. Karpas, Analytical Chemistry of Uranium,とを示している。したがって、顕微ラマン分光分(CRC Press, 2015).
（2） B. Ravel et al., J. Synchrotron Rad, 12, 537

析法を用いた局所的な分析を行うことにより、経年二酸化ウラン表面の酸化部位を特定し、表面に(2005).
（3） J. M. Elorrieta et al., Phys. Chem. Chem. Phys.,形成された酸化物の形態の違いを判別することができた。

18, 28029 (2016).
（4） E. A. Stefaniak et al., J. Nucl. Mater., 381, 278

4．結言(2008).

微小量の試料で二酸化ウランの酸化状態を判別（5） F. Pointurier et al., J. Raman. Spectrosc., 44,

するため、X 線吸収分光法と顕微ラマン分光法を

1753 (2013).

52

放射化学

第 41 号

2020

特集（日本放射化学会第 63 回討論会（2019）若手優秀発表賞
水溶液中におけるボロノ基－アスタチン交換反応の特異性の解明
尾幡穂乃香 1、白神市村

宜史 2、兼田

聡一朗 1、中川

加珠子 2、大江

創太 1、吉村一弘 3、永田崇 2、豊嶋光知郎 2、寺本厚史 2、篠原

高啓 2、

厚 1,2

（阪大院理 1、阪大放射線機構 2、阪大院医 3）

がんの診断に汎用的にている。そのため、化学的に不明点が数多く残り

用 い ら れ る F FDG を はながらも、At 標識薬剤の開発が進められている。

じめとする

放射性医薬

一般的に芳香族化合物を放射性ハロゲンで標識す

品 、これらを用いた画る方法として、有機スズ化合物に対する求電子置

像 診 断 技 術（ シ ン チ グ ラ

換反応が用いられている。実際に At にも適用さ

フィ、PET/SPECT）は今れており [2]、その反応機構は他のハロゲンと同様や臨床現場で必要不可欠に At + が関与すると推測されている（Fig. 1­a）。

であり、多種多様な放射性同位元素が用いられてこの反応は多くの場合メタノール−酢酸中で行いる。一方、放射性医薬品を用いた体内照射にわれるが、At を At + に酸化させるために N クロ

よってがんの治療を行う

標的アイソトープ治

ロスクシンイミドなどの酸化剤が加えられてお療 （Targeted Radionuclide Therapy: TRT）におり、標識収率は 40 〜 60％程度となる。一方、本いて、高い細胞殺傷能力を有する α 線が大きな研究グループが開発した標識方法では、弱塩基性

18

注目を集めている。α 線は高い線エネルギー付与

水溶液中で有機ボロン酸に対する求電子置換反（Linear Energy Transfer）と生体内で 100 µm 以応（Fig. 1­b）[3] を行う。本方法では標識収率が下という短い飛程を有することから、α 線放出核

8 割以上と非常に高いことが分かっているが、反種を腫瘍に選択的に集積させることで、正常細胞

応機構など、高収率となる根拠は明らかとなってへのダメージを最低限に抑えながら高い治療効果

いない。そこで本研究では、弱塩基性水溶液におを引き出すことが可能と期待されている。実際にけるボロノ基−アスタチン交換反応が高収率とな

Ac PSMA 617 をはじめとした非常に優れた臨る要因を調べることを目的とした。

225

床結果が示されている [1]。
At 211（半減期（T1/2）＝ 7.2 h）は加速器製造が可能な点、半減期や壊変様式が治療に適切である点から、α 線核医学治療に適した核種であると注目されている。しかしながら、At は安定同位体が存在せず、最も寿命が長い 210At でさえ半減期が 8.1 時間と短いため、マクロ量で取り扱うことができない。そのため、At の基礎研究は現在も限定的であり、取り得る化学形ですら正確には分かっていない。この状況は、品質保証が求められる臨床応用において大きな課題となっている。
At は 第 17 族 に 属 す る ハ ロ ゲ ン 元 素 で あ り、
核 医 学 分 野 で 汎 用 的 に 利 用 さ れ て い る 18F や

Fig.1 Synthetic Routes to 211At Labeled Compounds(a) previous work (b) this work

I などの標識技術が応用できると期待され

123, 125, 131

53

放射化学

第 41 号

2020

まず初めに行った標識実験により、弱塩基性水

また、ハロゲン酸イオン（ClO3–, BrO3–, IO3–）の溶液中のボロノ基−アスタチン交換反応は酸化剤

溶出傾向から AtO3– は保持が弱いと推測され、観の有無に関わらず高収率で反応が進行することが測された At ピークは AtO3– とは異なると考えら分かった。そこで我々は、溶媒ごとに安定に存在れた。つまり、本条件下で At は、ヨウ素で安定する At 化学種が異なり、水溶液中では反応に関な –1 価や 5 価とは異なる酸化数の陰イオンとし与する活性種が存在するのではないかと推測し、て存在している可能性が示唆された。先行研究 [5]溶液中に存在する At 化学種の特定を試みた。

では、塩基性水溶液中には陰イオン種である 3 価

乾式分離法によって得られた水溶液とメタノーの AtO(OH)2– が存在すると言及されており、本ル中の At について、逆相カラムや陰イオン交換

研究では正に分極した 3 価の At が有する高い求カラムを用いた液体クロマトグラフィーを行っ

電子性が高収率の要因となり得るのではないかとた。まず逆相カラムを用いて分析を行ったところ、推測された。

メタノールと水溶液中では安定に存在する At 化

現在、塩基性水溶液中の陰イオンが At– とは異学種が異なることが分かった。Fig. 2 に示すようなる種であるのか詳細に調べるために、異なるに、メタノール試料では異なる溶液条件で 2 つのpH や酸化還元電位で陰イオンクロマトグラフィー

化学種（At(1)、At(2)）が確認されたが、水溶液分析を行い、At– との比較評価を試みている。

試料では逆相カラムに強く吸着する成分（At(3)）
参考文献

が確認された。

（1）Kratochwil, et al. J. Nucl. Med. 57, 1941 1944.
（2）Pozzi and Zalutsky. J. Nucl. Med. 2007; 48:

次に水溶液試料について陰イオン交換クロマト
グラフィーを行い、吸着成分について分析を試みた。溶離液に 0.05 M KOH の塩基性水溶液を使用

1190 1196.

し、0.1 M NaOH 中の At について分析を行った（3）大阪大学，白神宜史ら，放射標識されたア

ところ、Fig.3 に示すように保持時間 5.1 min でリール化合物の製造方法，WO2019/027059,

単一ピークが確認された。同条件下における他のWO2019/131998（4）Jiguang and Dong. J. Phys. Chem. 2010; 114:
13388 13394.

ハロゲン化物イオン（Cl –, Br –, I –）とイオン半径の相関を調べたところ、先行研究 [4] で理論計算（5）Sergentu, et al. Chem. Eur. J. 2016; 22: 2967
2971.

された At – のイオン半径 2.59 Åから外挿された
At の保持時間 22.3 min とは大きく異なっていた。
–

Fig. 3 Correlation between retention time and ionicradiusFig.2 Radiochromatogram（Solvent; A: 0.1％ AcOH in MeCN and B: 0.1%
AcOH in MeCN:H2O [5:95]. Gradient; A:B=28:72[0 15 min] 100:：0 [20 min].）

54

放射化学

第 41 号

2020

特集（日本放射化学会第 63 回討論会（2019）若手優秀発表賞
3 価陽イオン状態におけるランタノイド・アクチノイドの錯形成能の差異とイオン半径の推定柏原

歩那 1、塚田田中

和明 2、豊嶋万也 2、藤田厚史 3、山﨑睦 1、末木

信哉 4、

啓介 4

（筑波大院数理 1、原子力機構 2、大阪大放射線科学基盤機構 3、筑波大数理物質系 4）

JAEA におけるアインス

速器オンライン実験が可能であるため、加速器でタイニウム・プロジェクトのみ生成可能であり、短半減期、低生成率であるの 一 環 の 成 果 と し て、99

101 番（メンデレビウム）以降の元素を扱うこと

番元素アインスタイニウムが可能となる。

の水和物において、それ以この手法において、未だに確定していない、ラ前の原子番号のアクチノイ

ンタノイド、アクチノイドと α HIBA が成す錯体

ドと比較して水和物イオンの構造をオンライン実験で推定することができれのイオン半径が急激に低下することが報告され、ば、アインスタイニウム・ブレイクを考慮して重アインスタイニウム・ブレイクと名付けられた 。

アクチノイド元素のイオン半径を推定することがランタノイドがネオジムからガドリニウムにかけ

できる。

[1]

て水和数が 9 から 8 に変化し、同領域で水和イオ

アクチノイドへの応用のための基礎実験とし

ン半径も急激に低下することから、アインスタイて、ランタノイドを用いてカラム実験、EXAFS

ニウム・ブレイクにおいても同様の現象が起きて測定を行い、配位構造推定方法の検討を行った。

いると考えられたが、アインスタイニウム水和－カラム実験－物がカリホルニウム水和物と水和構造が同じであったため、ランタノイドとは同様の説明がで

樹脂 R に吸着したランタノイドイオンと α HIBA

きない。そのため、3 価陽イオンの電子配置が従陰イオンの反応は、配位数を n として次のよう来考えられていた [Rn]5f n ではなく [Rn]5f n 16d1に表せる。なお、使用するランタノイド、アクチであることを示唆しているといえる

ノイドはトレーサー量のため、複核錯体は存在し

。この報

[2]

ないと仮定する。

告により、フェルミウム以降の水和イオン半径にいっそう興味がもたれる。しかし従来の重アクチ

MR3 ＋ nA ＋ 3H+ ⇄ [MAn]3 ＋ 3RHn

ノイドのイオン半径推定法においては、理論計算で導出されたランタノイドのイオン半径から導か

平衡定数は次の通り

れており、上記の現象は考慮されていない。

D＝実験的に推定されたイオン半径については、αHIBA を用いた陽イオン交換実験によるものがあ[MA n3-n][RH]3n[MR 3][A ] [H+]3

ランタノイドイオンの分配係数 K d は、α HIBA
が n 配位の時初めて溶液に移動すると仮定する

る。ランタノイドは f 軌道が内殻に存在することから互いに化学的性質が非常によく似ている。この類似から、陽イオン交換実験では K d の変化がと、次のように表される。

イオン半径の違いに起因するといえる。アクチノ

Kd ＝イドにおいても同様であるとして、重アクチノイ
ドのイオン半径を推定している [3]。本手法は加

55

[MR3]
n
[MA n3 ]放射化学

第 41 号

以上の 2 つの式より、

2020量において、フーリエ変換後のスペクトルにおいて Ce O，Eu O の結合が観測された。水和物で観logKd ＝ log，Eu O(2.00 Å）と比較測された Ce O(2.05 Å）[MR3]n[MA n3 ]＝ 3log[RH]­logD­ 3log[H+]­nlog[A ]して低結合距離側に約 0.06 Åシフトが見られた。
また、Yb に対しては、上記のシフトに加え、3.6 Å
付近に Yb O C とみられるピークが確認できた。

の関係式が得られる。3log[RH]­logD の項は定数【まとめ】とみなせ、­ 3log[H ] も溶離剤の pH を一定にす

ランタノイドについて、ガドリニウムを基準とることで定数となる。すなわち、溶離剤の pH がして溶出位置の比をとり、分離係数を導出し、イ+一定の時、logKd ­ log[A ] プロットの傾きはランオン半径を横軸にプロットした（Fig. 2）。なお、

タノイド 1 つに結合する α HIBA の個数となる。

配位数については、水和物の配位数を参考にした。

以上より、pH を一定にしてカラム実験を繰りこのプロットから、8 配位である重ランタノイ返すことにより、α HIBA の配位する個数を求め

ドは 9 配位である軽ランタノイドよりも分離係数ることができる。実際には以下の Fig. 1 に示すスがイオン半径に対して鋭敏に変化することが読みキームで実験を行った。

取れる。重ランタノイドイオンのイオン半径がよ

結果は La 〜 Nd の元素では傾きが­3、Tm 〜

り α HIBA に敏感であることを示し、このことか

Lu の元素では傾きが­4 となり、軽ランタノイド

らも重ランタノイドが軽ランタノイドよりも多く
α HIBA が配位していることが予測される。

では α HIBA が 3 つ配位し、重ランタノイドでは
α HIBA が 4 つ配位することが明らかとなった。

アクチノイドにおいて同様に分離係数を得たものを Fig. 3 に示す。

－ EXAFS 測定－

Md3+，Lr3+ といった重アクチノイドのイオン半

KEK の PF、BL12C で測定を行った。測定元素

径導出するには、Am 〜 Fm のイオン半径をさらは Ce，Eu，Yb であり、それぞれに対して水和物、
α HIBA が等モル量、2 倍量、3 倍量、過剰量としに調査し、ランタノイドとの類似性を確認することが必要である。

た混合溶液を測定した。Ce，Eu の α HIBA 過剰

100

0.5 M NH4Cl+ 0.1 M HCl

0.5 M
pH5
α-HIBA10
separation factor

sample

9配位
8-9配位
8配位

α-HIBA

Cation exchange column : CK08Y
2 mmφ x 300 mm (0.94 ml )

� 0. 100 43.5

1

0.1

Lu
Waste

Fraction

La

Waste

0.01
0.95

1

� 2. 60 × 10−2 ×

1.05

1.1

1.15

34.0

1.2

1.25

ionic radii

Fig. 1 Scheme of cation exchange.

Fig. 2 Correlation of ionic radii and separation factor inlanthanides.

56

放射化学

第 41 号

10

2020

参考文献
[1] 矢板毅，山上浩志，塚田和明，季刊「未来separation factor

へげんき」，51, 2 (2018).
[2] 山下浩志，京都産業大学総合学術研究所所報，14, 113–120 (2019).
[3] W. Brüchle, M. Schädel, U. W. Scherer, J. V.

1Kratz, K. E. Gregorich, D. Lee, M. Nurmia,
R. M. Chasteler, H. L. Hall, R. A. Henderson
and D. C. Hoffman, Inorg. Chim. Acta. 146,
267–276 (1988).
0.1
94

95

96

97

98

99

100

101

atomic number

Fig. 3 Separation factors of actinides.

57

放射化学

第 41 号

2020

特集（日本放射化学会第 63 回討論会（2019）若手優秀発表賞
緑泥石標準試料中に存在する鉄の化学状態とその温度依存性
濱坂佳武 1、佐藤渉 1,2（1 金沢大院自然、2 金沢大理工）

緑泥石（Chlorite）は地

Table. 1 Names and producing places of the chlorite
samples.

殻中に比較的豊富に存在している粘土鉱物であり、金試料

産地

Chlorite-1 (C1)

滋賀県甲賀郡石部町

体シートが互層となった構Chlorite-2 (C2)長崎県西彼杵郡三和町

造を持つ。その化学式は一Chlorite-3 (C3)

Murphys, CA, USA

般に (Mg, Al)6 (Si, Al)4 O8(OH)10 と表されるが、Chlorite-4 (C4)

Yancey, NC, USA

属イオンをもつ八面体シー
トとケイ酸塩からなる四面Oh

Td

格子中の Mg と Al の位置に Fe や Fe が置換す
2+

3+

ることが知られている。Fe は Mg や Al と異なり、おり、緑泥石の格子外に存在する鉄成分を除去す

二価、三価の二つの価数において安定状態をとり、るため、3 価オキシ水酸化鉄の遊離法として知らその価数は生成環境及び存在環境の酸化還元状態

れている亜ジチオン酸ナトリウムを用いた化学処の影響を受けると考えられ、その化学状態を調べ理を実施した [2]。

ることは地球化学的視点から重要である 。また、

Fig. 1 に各試料の室温および 6K のメスバウ

粘土鉱物は他の鉱物より大きな表面電荷を持ち、アースペクトルを示す。XRD 測定では、緑泥石

シートの間隙に水分子や金属イオン、有機物等を以外に鉄を含む鉱物が確認されなかったため、緑取り込む特徴を持つことから、機能性材料として

泥石中の鉄の成分のみを仮定してスペクトルのも期待されている物質であり、物質化学的にもそ解析を行った。スペクトルはそれぞれ、Fe2+ のの物性を把握することが期待されている。鉱物に成分と、異なるサイト（八面体サイト：O h 、四は標準試料として市販されているものが数多くあ面体サイト：T d ）を占有する Fe3+ の 2 成分の計るが、それらは主として探鉱や鉱石の品位評価の3 成分で解析した。解析の結果 IS, QS の値ともに、ために地質学、地球化学の分野で用いられること

試料間での違いはほとんど見られなかったが、そが多く、その成分や化学状態などを詳細に研究されぞれのサイト占有割合は試料によって大きく異れた例は少ない。そこで本研究では市販されていなっており、この違いは生成環境や存在環境を[1]

る 4 つの緑泥石標準試料について Fe メスバウ

議論する上で重要であると考えられる。Fig. 2 にアー分光測定を行い、鉄の化学状態とその温度依

6 K における各サイトの鉄占有比を示す。試料に存性を調べた。

よって Fe3+ サイト占有比が大きく異なっている

57

測定試料の緑泥石標準試料の産地を Table. 1 にことが分かる。Fe サイト占有率は、Fe が鉱物中示した。粉末にした各試料について Fe メスバの金属イオンを置換する際の環境を反映している

ウアー分光法による測定を行い、スペクトルの温と考えられるため、その違いについて議論する

57

度依存性を 6 K 〜室温の間で調べた。また、鉱物

ことは生成環境や存在環境を知る上で重要であの確認を行うために粉末 X 線回折（XRD）測定る。そこで Fe サイト占有比と XRF によって得らを行い、試料中に含まれる元素の定量を行うため、れた緑泥石の組成の相関を考察した。一例とし

蛍光 X 線（XRF）測定を行った。これまでの研究て Fig. 3 に Fe と Al の含有量比（Al / Fe）に対すにより C1 について鉄不純物の存在が確認されてるメスバウアー分光法によって得られた両サイト

58

放射化学

第 41 号

2020の Fe 存在量を示す。Al 含有量の多い試料では、イトを占有する量は大きく減少する傾向が見出さの含有量が明らかに多い。これは、Al と置れた。これは、Fe3+ は Fe 濃度が低い場合には広換しやすい同一価数の Fe3+ による置換が少ない

いサイトである八面体サイトを優先的に占有することと同期した現象であると見なすことができ、が、Fe 濃度が Al に対して高くなると四面体サイ

Al の含有量が多い試料程、より還元的な環境にトの占有率が増すことを示唆する結果である。こ存在していた可能性を示唆するものである。まのように、試料中の Al 濃度と鉄の価数や占有サ

た、Fe3+ に関しては、Al の増加に伴って八面体

イトの相関に関する情報は、緑泥石生成時の酸化サイトを占有する量は増加するものの、四面体サ

還元環境を知る指標となり得ると考えられる [3]。

Fe

2+

C1（RT）

C1（6K）

C2（RT）

C2（6K）

C3（RT）

C3（6K）

C4（RT）

C4（6K）

Fig. 1 57Fe Mössbauer spectra of the chlorite samples obtained at room temperature and 6 K.

Fig. 3 Correlation between the content ratio of Al/Feand the Fe content at each site in the chlorite
samples.

Fig. 2 Iron contents in the chlorite samples.

59

放射化学

第 41 号

メスバウアースペクトルの温度依存性を調べた2020

考察を深めていく予定である。

ところ、C1 において 245 K 以下で磁気分裂成分
謝辞が確認された。メスバウアーパラメータより、この成分はナノサイズの非晶質 Akaganeite である

首都大学東京の秋山和彦先生に XRF 測定でおと考えられる。この結果は、XRD 測定や室温測世話になりました。この場をお借りしてお礼申し

定など、鉱物試料に対して通常行われている室温上げます。

でのキャラクタリゼーションだけでは判別困難で見落としがちな情報を低温測定によって得たこと

参考文献を示すものであり、標準試料として市販されてい[1] 佐藤努，粘土科学 41, 26 33 (2001)

る他の試料にもマクロ量の不純物が混入している[2] 須藤俊男，粘土鉱物学，岩波書店 (1974)

可能性を示している。

[3] Sachinath, M., Maibam, B. , Clay Sci. 11, 479

今後は試料中の元素濃度と Fe サイト占有比と501 (2001)の相関をさらに調べ、緑泥石の生成環境に対する

60

放射化学

第 41 号

2020

会議報告
日本放射化学会第 63 回討論会 (2019） 実施報告
別所
北辻

光太郎（高エネルギー加速器研究機構）

章浩・塚田

和明（日本原子力研究開発機構）

案され、同総会での審議、理事会での検討、学会

1．はじめに2019 年 9 月 24 日（火）から 26 日（木）まで員の皆様からの意見募集を踏まえて、今回「日本福島県いわき市のいわき産業創造館において開催

放射化学会第 63 回討論会（2019）」の名称としてされました、日本放射化学会第 63 回討論会（2019）開催されることになりました。今回の名称変更は、の概要について、実行委員会からご報告いたしま「日本放射化学会年会」と「放射化学討論会」のす。多数の会員の皆様に本討論会にご参加をいたダブルネームを解消することに加え、放射化学討

だき、貴重なご発表、活発なご議論をいただけま論会の歴史を継承した上で、学会が主催する行事したことを御礼申し上げます。

であることをより明確に位置付けることを意図し

本討論会の実行委員会は、日本原子力研究開発たものです。また、討論会実行委員会に学会理事

機構（原子力機構）に所属する会員により組織さ会からも担当 1 名（別所）が加わり、討論会の現れ、廃炉国際共同研究センター・木村貴海センター

地実行委員会と学会理事会で準備状況を共有しな

長代理を実行委員長として、福島県いわき市のいがら、開催や企画等の準備を連携して進めました。

わき産業創造館において開催されました（主催：日本放射化学会、共催：日本原子力研究開発機構、2．年会概要日本化学会、日本原子力学会、日本分析化学会、

2⊖1．参加者数と内訳

日本薬学会。 協賛企業：8 社）。開催にあたって

本討論会には、合計 199 名（女性 23 名）の参は、のべ 18 社（協賛のほか展示 7 社、広告 3 社）

加をいただきました。内訳は、放射化学会正会員の企業からの助成、いわき市及び福島県からコン103 名、学生会員 39 名、共催学会・賛助会員団

ベンション、エクスカーション補助制度による支体所属 8 名、非会員一般 23 名、非会員学生 26 名、援をいただきました。また、観光マップの提供やとなりました。

公開講演会のポスター掲示・チラシ配布など、いなお、討論会参加費の金額設定については、実

わき観光まちづくりビューローより多くのご協力

行委員会と学会理事会が連携して検討し、学生会をいただきました。

員と非会員学生の参加費の差額を放射化学会学生

原子力機構は、これまでに、1966 年・第 10 回

会員の初年度年会費と同額（3,000 円）に設定す

放射化学討論会（東海・原研）、1988 年・第 32

ることで、学生・院生が放射化学会に入会して討回放射化学討論会（東海・原研）、2006 年・日本論会に参加することについて金銭的負担が大きく

放射化学会年会・第 50 回放射化学討論会記念大ならないようにしました。また、討論会での優秀会（水戸・藝文センター、東海・原科研）の開催

な発表に贈呈される若手優秀発表賞は、学会が授においてホストを務めています。今回は、原子力与する賞との位置づけとし、日本放射化学会の会

機構が主催する 4 回目の放射化学討論会となりま員を対象に選考する形に変更しました。これらのした。

取り組みも踏まえ、本討論会の発表・参加申し込

なお、2018 年 9 月の日本放射化学会第 20 回総みにあわせて、新たに放射化学会に入会いただい会において、日本放射化学会の設立以来使用された参加登録者は、学生会員 22 名、正会員 6 名にてきた名称「20XX 日本放射化学会年会・第〇〇上り、多くの学部学生・大学院生・若手研究者が回放射化学討論会」を見直すことが理事会から提放射化学会に会員として加わっていただく機会と

61

放射化学

第 41 号

2020もなったように感じます。また、共催学会・賛助

ル討論会等の発表はすべて、いわき駅前「LATOV

会員団体所属の参加者についても、放射化学会正（ラトブ）」6 階のいわき産業創造館内に設置され会員と同じように参加登録費を割引価格とし、よた各発表会場において実施されました。

り参加しやすくしました。これらの点は、放射化討論会の参加登録受付では、プログラム冊子と学討論会を実行委員会と学会理事会が連携して開記念品（ボールペン）等を、特製ロゴ入りの布催することにより可能となった利点の一つである製バッグに入れて配布しました。講演要旨集はものと考えています。

PDF ファイルとしてのみ作成し、参加登録者には事前に URL を案内してダウンロードいただく
形をとりました。

2⊖2．一般講演の発表件数、受賞講演、等

口頭発表は、A 会場、B 会場の 2 会場を使用

今回、発表募集分野については、これまでの討論会と同様に幅広く設定し、1. 核・放射化学、

し、発表時間 15 分、討論含め 20 分として実施

2. 宇宙地球化学、3. 環境放射能（福島関連、およしました。定員 300 名程度のホールに設定したびそれ以外）、4. 原子核プローブ、5. 医学・薬学・

A 会場では、席にかなり余裕がありましたが、定生物学における RI 利用、6. 放射化学的手法を用員 110 名程度のセミナー室を利用した B 会場でいた応用研究、7. その他 について、口頭発表とは、セッションによっては、数名程度が立ったま

ポスター発表を募集しました。

ま講演を聞いている状態も見受けられ、若干手狭であったかもしれません。両会場とも、活発な質

一般講演としては、計 118 件の発表申し込みが疑が行われました。

あり、申込分野の内訳は、1. 核・放射化学：30 件、2. 宇宙地球化学：3 件、3. 環境放射能：43 件、4. 原

ポスター発表については、A 会場に隣接する通子核プローブ：17 件、5. 医学・薬学・生物学に

路脇のスペースに、会期中、58 件のポスター全

おける RI 利用：6 件、6. 放射化学的手法を用い数を掲示する形で実施しました。ポスターセッ

た応用研究：6 件、7. その他：13 件 でした。最ションのコアタイムは、1 日目 14：00 − 15：15

終的に、口頭発表 58 件、ポスター発表 58 件が行（奇数番号）、2 日目 10：45 − 12：00（偶数番号）

われました。
（申込のうち 2 件は、発表を取りやめ）に設定しました。コアタイム時間には、多くの参また、一般講演以外に、木村賞受賞講演 1 件、加者がポスター掲示エリアに集まり、各ポスター

学 会 賞 受 賞 講 演 1 件、 奨 励 賞 受 賞 講 演 3 件、の前で活発な説明と議論が行われました。特に多20 周年記念パネル討論会が行われました。

くの聴衆が集まっていたポスターの周囲では、目的のポスターになかなか近づけない様子も見受けられ、もう少しスペースを広く設定できたら、よ2⊖3．発表会場等について
一般口頭発表、ポスター発表、受賞講演、パネ

写真 1

り余裕を持ったポスター発表と議論ができていた

口頭発表（B 会場）の様子

写真 2

62

ポスターセッションの様子

放射化学第 41 号

2020

かもしれません。ポスターセッション以外の時間

核化学夏の学校の報告

帯にも、ポスター掲示の内容をじっくり見ている

TAN19 学会報告

参加者が多く見受けられました。
＜原子核プローブ分科会＞

企業展示エリアは、A 会場と B 会場の間のロビーに設けられ、7 社の企業による機器展示が行世話人：金子政志氏（原子力機構）

われました。残念ながら、あまり多くの会議参加「放射化学的手法を用いた貧酸素水塊環境下にあ者が立ち寄って展示や資料を見学している様子はる東京湾低質の堆積環境に関する研究」 松尾基見受けられず、企業展示の場所や実施方法には改之氏（東京大学）

善の余地があったかもしれません。
＜若手の会分科会＞

学会が主催する学会各賞の受賞講演、パネル討論会、総会・授賞式等は A 会場で実施されました。

世話人：小荒井一真氏（原子力機構）

これらの行事時間帯には、ほとんどの参加者が「研究のアピールできてますか？ −過去の優秀発

A 会場に集まり、特に、木村賞・学会賞の受賞講

表賞受賞者の講演から考える聴き手にわかりやす

演会は討論会参加者以外にも一般公開する形で実く伝えるテクニックとは？−」 小荒井一真氏（原施されたこともあり、ほぼ満席の状態となりまし子力機構）、重河優大氏（理化学研究所）

たが、発表会場の運営・進行は、概ね順調に進め

パネルディスカッションられたように思われます。

若手の会総会

3．分科会

4．日本放射化学会創設 20 周年記念パネル討論会～ 放射化学の未来を考える ～例年同様、各日の昼食の時間帯に、α 放射体・
環境放射能、放射化分析、核化学、原子核プロー

放射化学会が主催する企画として、2 日目の午ブの各分科会、および、2018 年度より組織され後、学会総会に引き続き、「日本放射化学会創設

た若手の会について分科会が開催され、関連する

20 周年記念パネル討論会 〜放射化学の未来を考依頼講演と情報周知などが行われました。下記に、える〜」が開催されました。本企画は、放射化学会・それぞれの分科会の主な内容を、まとめます。

篠原会長の呼びかけにより実現したもので、分野ごとに、現状分析と将来を見据えた研究分野の動＜ α 放射体・環境放射能分科会＞

向、目指すべき姿などを共有し、会員を含めた意

世話人：松中哲也氏（金沢大学）

見交換を行う場として企画されたものです。これ「福島第一原発事故起源の放射性セシウムの再浮

までに、分科会に概ね対応する分野の単位で検討

遊要因」 五十嵐康人氏（京都大）

WG が設置され、各 WG で現在までに行われた情報提供

鷲山幸信氏（福島県立医大）

第 21 回「環境放射能」研究会開催案内＜放射化分析分科会＞
世話人：三浦勉氏（産総研）各施設からの現状報告
放射化分析研究会総会
放射化分析に関する京大炉専門研究会の案内＜核化学分科会＞
世話人：佐藤哲也氏（原子力機構）「核・放射化学研究に向けた原子力機構タンデム加速器の取り組み」 松田誠氏（原子力機構）

写真 3

63

パネル討論会の様子

放射化学

第 41 号

議論の状況等を報告いただきました。

2020

学会賞受賞講演

まずはじめに、篠原会長より企画の趣旨が説明

佐藤哲也先生（原子力機構）された後、各分野から、現状認識と将来構想に関「周期表が書き換わる？〜アクチノイド最後のわる検討の状況が報告されました。

元素でみつけた周期表のほころび〜」−第一イオン化エネルギー測定によるアクチノ（核化学 WG）

イド系列の確立ならびに超重元素領域における

羽場宏光氏「核化学のロードマップ」

核化学研究の開拓−（放射化分析 WG）
三浦勉氏「ロードマップ：放射化分析」

また、本年は 3 件の奨励賞授賞があり、3 日目（核プローブ WG）

午後に受賞講演会が実施されました。

佐藤渉氏「核プローブの物性研究 〜現状と展
望〜」

奨励賞受賞講演（環境 WG）

日下良二氏（原子力機構）

田上恵子氏「環境中における元素の動きを捉「振動和周波発生分光法を用いたランタノイド

え、人と自然の過去−現在−未来を考える」

およびアクチノイド研究の界面化学への展開」（教育・人材育成 WG）

小林大志氏（京都大）

横山明彦氏「放射化学の基礎的教育の充実と先「4 価アクチノイドの錯生成および溶解度に関

進的研究への誘い」

する熱力学的研究」
小豆川勝見氏（東京大）これら 5 件の報告内容を踏まえ、篠原会長から「福島第一原子力発電所事故で放出された放射「放射化学会の役割」についても意見が述べられ、性核種を含む食品などの分析」

パネラー及び会場参加者を含めて意見交換が行われました。最後に、篠原会長より、2020 年 9 月

6．若手優秀発表賞に開催予定の第 64 回討論会（2020）において、本討論会から、「若手優秀発表賞」は学会が授各分野で検討されたロードマップを報告してもら与する賞との位置づけとなり、日本放射化学会のう予定でいるので、さらに議論を進めてほしいこ

学生会員、および 35 歳未満の正会員からの発表となどが紹介されました。今後、各 WG においを対象に、選考が行われることになりました。選てさらに検討が進み、次回討論会で各分野のロー

考の方法・基準は、学会理事会により新たに策定

ドマップや放射化学会全体としての構想などが紹された「日本放射化学会若手優秀発表賞表彰要項」

介されることが期待されます。

をもとに実施されました。
WEB での講演申込時に「若手優秀発表賞の選

5．公開講演会 木村賞・学会賞・奨励賞受賞講演

考対象」（学生会員 / 正会員（35 歳未満）/ 非該当・本討論会では、学会創立 20 周年を記念し、ま希望しない）の選択項目を設け、口頭発表：学生

た新元素発見という社会的関心の大きいご講演内

会員 19 件、正会員 4 件、ポスター発表：学生会

容でもあったため、木村賞受賞講演を学会賞受賞

員 17 件、正会員 7 件、以上合計 47 件、が選考対講演とともに一般公開としました。

象となりました。対象発表毎に 3 名の審査員を設定し、討論会実行委員、学会理事、セッション座

木村賞受賞講演長等に加え、放射化学会正会員の参加者を含めて

森田浩介先生（九州大、理研仁科センター）

計 43 名の方々に審査員のご協力をいただきまし「さらなる新元素を求めて」

た。ご協力をいただきました多くの皆様に御礼申− 113 番元素の発見による放射化学への貢献−

し上げます。
審査結果（点数）の集計結果を踏まえ、篠原会
長、木村実行委員長、選考担当委員から成る選考

64

放射化学

第 41 号

2020

その温度依存性」

会議での最終確認を経て、以下の 6 件の発表が選考されました。最終日の閉会式の前に表彰式が行
われ、篠原会長から各受賞者に対し、賞状と副賞

7．懇親会
本討論会の懇親会は、2 日目のセッション終了が授与されました（写真 4）。

後、いわきワシントンホテル 3 階 アゼリアにて、＜日本放射化学会第 63 回討論会（2019）
若手優秀発表賞

137 名が参加して行われました。

受賞者一覧＞

篠原会長の開会挨拶に続き、来賓として、いわ口頭発表

き市・清水敏男市長、日本原子力研究開発機構・

五十嵐淳哉（大阪大学）

野田耕一理事から、ご挨拶を頂戴しました。

「福島原発事故により放出された不溶性粒子にいわきの地酒「又兵衛」の鏡開きに続いて、木含まれるプルトニウムの定量」

村実行委員長の乾杯の音頭とともに、にぎやかな

庭瀬暁隆（九州大学）

歓談が始まりました。いわき名物フラガールによ「MR TOF + α –ToF を用いた

Ra の質量−崩壊

るフラダンスや、20 周年記念升で飲む福島県の

207

特性測定」

地酒を楽しんでいただけたことと思います。

ポスター発表

懇親会の終わりに、来年の討論会実行委員長を

蓬田匠（原子力機構）務められる篠原会長より、次回の大阪大学での開「ラマン分光法と X 線吸収分光法による二酸化催についてご紹介いただき、閉会となりました。

ウランの酸化状態分析」
尾幡穂乃香（大阪大学）

8．東京電力福島第一原子力発電所ほか見学会「水溶液中におけるボロノ基−アスタチン交換

討論会最終日翌日の 9 月 27 日（金）に、東京反応の特異性の解明」

電力 HD 福島第一原子力発電所（大熊町・双葉町）、

柏原歩那（筑波大学）

廃炉資料館（富岡町）、原子力機構楢葉遠隔技術「3 価陽イオン状態におけるランタノイド・アク

開発センター（楢葉町）の見学会を実施しました。

チノイドの錯形成能の差異とイオン半径の推定」

たいへん充実した見学内容で、参加者の皆様（計濱坂佳武（金沢大学）

58 名：引率者含む）にもご満足いただけたこと「緑泥石標準試料中に存在する鉄の化学状態とと思います。

写真 4

若手優秀発表賞の受賞者（写真左から、蓬田氏、五十嵐氏、庭瀬氏、尾幡氏。柏原氏と濱坂氏は欠席。）と、篠原会長（左端）、木村実
行委員長（右端）

65

放射化学

写真 5

第 41 号

2020

懇親会の様子
写真 6

篠原会長の挨拶

えております。下記の実行委員会メンバーをはじ

9．最後に
今回の日本放射化学会第 63 回討論会（2019）は、め、原子力機構よりお手伝いいただいた方など、

日本放射化学会が設立されて 20 周年を記念する開催にあたってご協力をいただきました多くの討論会となったこと、名称変更後の最初の討論会

方々に感謝申し上げます。

となったこと、東京電力福島第一原子力発電所に最後になりますが、本会の成功にご協力をいた

近接する福島県いわき市で開催されたことなど、だきました参加者、講演者の皆様に、心より御礼

いくつかの特徴を持つ討論会となりました。

申し上げます。

開催の準備に当たっては、実行委員の多くが勤務する茨城県東海村から約 70km 離れた場所での日本放射化学会第 63 回討論会（2019）実行委員会開催となったことも関係し、会場に関わる事前の（実行委員長）木村貴海

情報収集や調整などで苦労した面も多かったよう（実行委員）明石優佳里、浅井雅人、有阪真、大に感じます。討論会の運営において、十分ではな

内和希、金子政志、北辻章浩、日下良二、佐藤哲也、い点もあったことと思いますが、参加者・発表者

佐藤志彦、竹内絵里奈、田中究、塚田和明、藤暢の皆様方のご協力と、多くの優れた研究発表と活輔、富田純平、富田涼平、永岡美佳、別所光太郎、

発なご議論のおかげで、充実した内容の討論会と堀田拓摩、間柄正明、松枝誠、宮本ユタカ、安田

して無事終了することができたのではないかと考健一郎、蓬田匠、渡邉雅之

66

放射化学

第 41 号

2020

会議報告
第 58 回核化学夏の学校報告
小森有希子（理研仁科加速器科学研究センター）・ 渡邉瑛介（阪大）「計算化学的アプローチで重第 58 回核化学夏の学校が、2019 年 9 月 11 日か

元素化学に挑む」

ら 14 日の 3 泊 4 日の日程で、大分県由布市のゆふトピアで開催されました。主催は日本放射化学・ 初川雄一（JAEA）「Tc 95、96 の ETCC 撮像」

会核化学分科会、共催は理化学研究所仁科加速器

・ 小森有希子（理研）「理研の核化学研究環境」

科学研究センターと九州大学大学院理学研究院附・ 大江一弘（阪大）「阪大医学部核医学講座に

属超重元素研究センターです。世話人は理研の核おける研究紹介−治療用 β – 核種の新規開発と化学研究チームが務めました。核化学夏の学校が211

At による甲状腺がん治療の研究−」

九州で開催されたのは、58 回の歴史の中で今回が・ 吉田剛（KEK）「加速器をどう捨てるか」

初めてです。参加者数は一般 33 名（うち同伴者

・ 菊永英寿・池田隼人（東北大）「東北大における（共同利用）研究環境」

4 名）、学生 23 名、計 56 名でした。今回、最先端・ 二宮和彦（阪大）「負ミュオンを用いた非破壊の原子核・原子物理と原子核、原子、分子を操る

元素分析法の新展開」

技術を学ぶという趣旨のもと、以下の 4 名の先生

・ 佐藤志彦（JAEA）「1F デブリ取り出しに向け方をお呼びして講義をしていただきました。

た基礎研究と放射光」○ 講義・ 梶原知啓（阪大）「大阪大学での福島事故で放・ 酒見泰寛先生（東大）「レーザー冷却重元素に出された不溶性粒子研究の現状」

よる基礎物理」

・ 篠原厚（阪大）「放射線科学基盤機構の現状と・ 東俊行先生（理研）「極低温静電型イオン蓄積

将来」

リングが拓く極限科学」

他に、若手の会発案の「若手の会キャリアビル

・ 和田道治先生（KEK）「超重元素から安定の島

ディング」という企画では、学生向けに修士まへ−精密質量測定によるアプローチ−」
・ 森田浩介先生（九大）「超重元素合成のためのたは博士課程後の進路について代表者がパネル

核融合反応機構の初歩」

ディスカッションを行いました。

話題提供については、以下の 15 件の発表があり

3 日目の午後はエクスカーションと懇親会で、ました。

エクスカーションでは別府地獄巡りをしました。

○ 話題提供（敬称略）
・ 重河優大（理研）「235m

参加者は温泉卵を食べたり足の岩盤浴を体験した
Uと

229m

Th の内部転換

りしながら、各自のペースで色鮮やかな 7 つの地
獄を楽しんでいました。地獄巡りの後は別府駅周過程に対する化学効果」
・ 坂口聡志（九大）「九大超重元素研究センター

辺の居酒屋で懇親会を開催しました。工藤先生にの紹介」

乾杯のご挨拶をいただいた後、九州の料理を堪能

・ 尾幡穂乃香（阪大）「量研機構 / 放医研の施設・

しました。

研究紹介」

夏の学校の夜の部も、連日午前 2 − 3 時まで歓談が続きました。特に、学生たちが大学間の垣根・ 浅井雅人（JAEA）「超重核の自発核分裂と α 崩壊の精密測定に向けて」

を超えて楽しそうに交流し、盛り上がっている姿

・ 内藤智也（東大）「Introduction and Application ofが印象的でした。
次回の第 59 回核化学夏の学校は、原子力機構

Density Functional Theory Toward Understandingの開催ということで、塚田さんにご承諾いただきSuper-heavy Elements」

67

放射化学

第 41 号

2020

ました。最後に、今回の夏の学校の開催にあたりいただいた九州大学、お忙しい中遠路はるばるお多額の補助をいただいた日本放射化学会核化学分

越しいただいた講師の先生方と参加者の皆様に、

科会、共催として開催費の補助とホテルの斡旋を心より感謝いたします。

写真 1

写真 2

講義の様子

写真 4

懇親会の様子集合写真

写真 3

エクスカーションの様子

写真 5

68

夜の学校の様子放射化学

第 41 号

2020

会議報告
放射性物質環境動態調査事業報告会報告
青野

辰雄、山田

裕

（量子科学技術研究開発機構 量子医学・医療部門 高度被ばく医療センター 福島再生支援研究部）

令和元年 9 月 9 日にコラッセ福島（福島市）に4 テーマについて、概要や成果についての講演をおいて、放射性物質環境動態調査事業報告会「放行いました。午後には、ポスター発表にて、4 テー

射線科学から見る福島の環境とその展望」（主催

マの成果に関する詳細を約 20 件のポスター発表

量子科学技術研究開発機構（QST）、後援

文

で紹介しました。また、福島県立医科大学医学部

部科学省、福島県、公立大学法人福島県立医科大の村上道夫先生より、「福島での健康リスクと価学、日本放射線影響学会、日本放射化学会）を

値：調査の意義、対話の意義」と題して特別講演開催しました。平成 23 年 3 月の東日本大震災とをいただきました。被ばくによるリスクと、心理

東京電力福島第一原子力発電所事故に伴い、平的苦痛や、生活習慣病および死亡率のリスクの上成 24 年度より「福島県放射線医学研究開発事業」

昇などの健康リスクと比較しながら、被災者のリを受け、「放射性核種の生態系における環境動態

スクを軽減していくことが重要な課題であるなど調査等」の事業に取り組むことになりました。本のお話がありました。福島で行われる東電福島第事故後に除染など周辺環境における放射線に対す

一原発事故に関わる調査・研究は、福島の復興のる対策が進んだことや、避難指示区域の見直しやためでなければならない、とのお言葉があり、本解除が進んでいるものの、それらの地域における事業を継続していくうえで、QST としても、そ放射線による環境への影響や、帰還後に長期間住のことをより強く認識していかなければならない

み続けた場合の、外部および内部被ばくによる将と感じました。

来の被ばく線量について、評価するための体制が最後に、日本科学未来館・池辺靖氏のファシリあまり整っていないという状況がありました。そテーションにより、報告会での発表に対して会場

こで福島県民の健康調査事業の中心である福島県

から寄せられたご質問やご意見をもとにした総合立医科大学と協力して、福島に研究拠点を構築し、討論を行いました。「ストロンチウム –90 の分析

放射性物質から、住民が周辺環境を通して長期的法を使って魚や生物の骨などを測ることができるに受ける被ばく線量を評価し、放射線が住民の周のか」「なぜ夏季の方が河川中の放射性セシウム

辺環境に与える影響を評価することで住民等の不の濃度が高くなるのか」などのご質問や、「日常安解消に資する事を目的として本事業を行ってき生活で受ける線量の算出システムを早く使えるよました。

うにしてほしい」といったご意見を頂きました。

本報告会では、まず QST が本事業で行ってき台風 15 号の接近通過による悪天候の中、福島県た概要の説明を行い、続いて「環境中のごく微量

内だけでなく県外からも多数ご来場いただき、誠

なストロンチウム –90 を迅速かつ高精度に測定すにありがとうございました。本報告会でいただいる新たな分析法の開発」、「福島の陸水および海域

たご意見等も活かしながら、これからも福島の復における放射性物質の動態」、「福島の野生生物へ

興・再生のための研究・調査を継続、発展させての放射線影響」や「日常生活で受ける外部被ばく

いくとともに、研究成果等のよりわかりやすい情や内部被ばく線量を算出するシステムの構築」の報発信に取り組んで行きます。

69

放射化学

写真 1

第 41 号

講演会場の様子

写真 3

2020

写真 2

総合討論

写真 4

70

ポスター発表報告会終了後の集合写真

放射化学

第 41 号

2020

会議報告
日本学術会議「原子力総合シンポジウム 2019」上坂充（東京大学原子力専攻教授・日本学術会議連携会員）

日本学術会議「原子力総合シンポジウム 2019」

点からの議論を行った。その際、技術的な側面とが 12 月 2 日、日本学術会議講堂で開催された

ともに、人文社会学的、社会心理学的側面の議論（図 1）。主催は日本学術会議総合工学委員会（原を行うことで、社会のニーズに応えられる原子力

子力安全に関する分科会）、関連 48 学協会からな

技術のありかたが議論されることを期待した。

る運営委員会の幹事は日本原子力学会である。原

東京電力福島第一原子力発電所の事故からは多子力総合シンポジウムは、わが国の原子力についくの学ぶべき教訓があった。原子力エネルギー利て総合的に議論を行う場である。

用にはこれら教訓踏まえ原子力安全について継続

東京電力福島第一原子力発電所の事故より 8 年

的な取り組みが求められる。一方、原子力技術に半を経過した今日においてもなお、避難を余儀なはエネルギー利用に加え、医療や産業応用などのくされている方々が多数おられ、今後も廃炉と復放射線利用が含まれる。このような原子力技術の興はもとより、原子力安全について長期に亘る継広がりを踏まえ、将来にわたり原子力技術が社会続的な努力が必要である。一方で、2018 年にはから受容されるためには社会のニーズをよく理解「第 5 次エネルギー基本計画」が策定され、「原子しなければならない。

力は安全性の確保を大前提に長期的なエネルギー

そこで、今回のシンポジウムでは、「社会のニー

需給構造の安定性に寄与する重要なベースロード
電源」と位置付けられた（図 2）。2030 年、さらには 2050 年における原子力の電力全体での割合、運転期間延長、新規建設、新型炉開発等がアジェ
ンダにあがっている。そこで、今回の原子力総合
シンポジウムにおいては、「社会のニーズと調和する原子力技術の開発・利用」をテーマとして取り上げ、原子力、原子力利用の将来像の両面の視図２. 経済産業省資源エネルギー庁策定 2030 年のエ
ネ ル ギ ー ミ ッ ク ス（ 経 済 産 業 省 日 本 の エ ネ ル
ギー 2018「エネルギーの今を知る 10 の質問」）<https://www.enecho.meti.go.jp/about/pamphlet/
energy2018/html/005/img/q5_02.png>

図１. シンポジウム風景（原産新聞提供）

71

放射化学

第 41 号

ズと調和する原子力技術の開発・利用」をテーマ

2020

岡嶋

成晃（一般社団法人日本原子力学会会長、とし、幅広い原子力技術の利用、社会ニーズとの国立研究開発法人日本原子力研究開発機構原調和、事故の教訓の技術的側面の 3 サブテーマに子力エネルギー基盤連携センターセンター長）

ついて基調講演を行い、総合討論により課題の明開沼

博（立命館大学衣笠総合研究機構准教授）

確化、将来の方向性について議論した。

松岡猛（日本学術会議連携会員、宇都宮大学基盤教育センター非常勤講師）

次第は以下の通りである。
全体進行：山地山口

憲治（日本学術会議連携会員、

彰（東京大学大学院工学系研究科原子力専攻教授）

公益財団法人地球環境産業技術研究機構

17：00（RITE）副理事長）

岡嶋

開会挨拶

13：00
大倉

閉会挨拶
成晃（一般社団法人日本原子力学会会長、

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構原典子（日本学術会議第三部会員、芝浦工業

子力エネルギー基盤連携センターセンター長）

大学名誉教授、中央大学大学院理工学研究科
客員教授）
13：20

基調講演は、まず上坂が「持続的な社会を実現

論点 1：持続的な社会を実現するためのするための原子力技術のあり方」の講演を行った。

原子力技術のあり方
司会：山口

始めに、現在実施中の文科省・経産省・原子力規制庁による研究開発プログラムを紹介し、そこで彰（東京大学大学院工学系研究科原子力専攻教授）講演：スピーカー：上坂は、1. 原子力安全、2. 放射性廃棄物の減容、3. 福島廃炉・復興、4. 原子力イノベーション、5. 人材充（日本学術会議連携会員、東京大学大学院工学系研究科教授）

育成が最重要であることを説明した。とくに若い

コメンテーター：粟津 邦男（大阪大学副学長 / 大世代を惹きつけるためには夢のある研究開発が必学院工学系研究科環境・エネルギー専攻教授）

要であることを強調した。その一例として、平成

論点 2：社会のニーズと調和する原子力

29 年度からスタートしている、文科省「もんじゅ14：10

技術の開発・利用
司会：山口

サイトを活用した新たな試験研究炉に関する調査
有識者委員会（上坂主査）」の活動紹介をした。

彰（東京大学大学院工学系研究科原

また昨年 10 月 17，18 日に、つるが国際シンポジ

子力専攻教授）講演：開沼博（立命館大学衣笠総合研究機構准ウム 2019 −新たな試験研究炉への期待：立地地

教授）

域との共生のあり方−が開催され、文科省から地

論点 3：福島第一事故：科学技術の視点

元に対して、新たな計画の説明があったことを紹からの教訓（学術会議小委員会の見解など）介した。さらに、研究炉および関連技術の研究を

15：10

司会：山口

彰（東京大学大学院工学系研究科原

やっている大学院生 5 名（福井大、福井工大、近畿大、京大、東大）によるパネルディスカッショ

子力専攻教授）講演：松岡猛（日本学術会議連携会員、宇都宮ンがとても活況だったことも紹介した。最後に、大学基盤教育センター非常勤講師）

原子力のエネルギー応用と放射線応用の有機的連

15：50 − 17：00

総合討論

携の重要性も強調して、その後のパネリスト粟津モデレータ：野口和彦（日本学術会議連携会員、氏による放射線医療応用のコメントにつなげた。

横浜国立大学リスク共生社会創造センター長、

最後に、その 1 例として、核放射性廃棄物から核

大学院環境情報研究院教授）

医学薬剤（99Mo / 99mTc, 225Ac）の生成のプロジェ
クトも紹介した。

パネリスト：
粟津

コメンテーターの粟津氏は、始めに、放射線医

邦男（大阪大学副学長 / 大学院工学系研究科環境・エネルギー専攻教授）
上坂

療の現状を説明され、その重要性を強調された。

充（日本学術会議連携会員、東京大学大学

加えて、「例えば、2050 年の生活者の視点に立っ

院工学系研究科原子力専攻教授）て 2020 年の時点で何をすべきか。逆に 30 年前

72

放射化学

第 41 号

2020の 1990 年頃の考え方が今うまくいっているのか」いる。生命科学や認知心理学・行動経済学のようを考察する「フューチャー・デザイン」と呼ばれなアプローチが「社会のニーズ」を捉える時代にる政策立案手法を紹介された。

なりつつある。この新しい概念と意識とは、長い

次に松岡氏は、「福島第一事故：科学技術の視

人類史での今の局面と言えるかもしれない。ある点からの教訓、学術会議小委員会の見解など」のいは現代のシニア層のものと異なる、若い層の意

講演を行った。事故直後の 4 つの事故調査委員会

識と言ってもいいかもしれない。シニア層は原子の報告に言及し、日本学術会議の事故分析の委員

力の必要性の理由の 1 つに、エネルギーセキュリ

会・分科会活動を紹介し、令和元年 5 月に公開さティを挙げる。しかし若い層は個の意識が強く、れた、報告「我が国の原子力発電所の津波対策

国としてのセキュリティのセンスは薄いかもしれ−東京電力福島第一原子力発電所事故前の津波対ない。意識のギャップはあるかもしれないが、前応から得られた課題−」の内容を説明された。特述の医療応用など身近な非エネルギー利用の事例に、地震動と津波の影響の分析の詳細を紹介した。

を増やしていくことは、「原子力技術の開発・利最後に、・福島事故の教訓の他産業への十分な展用」と「社会のニーズ」との調和の実感をつく

開、・アクシデントマネジメント、事前の事故対り、信頼を生み出していくであろう。同時に原子策訓練、・原子力分野と他の産業分野と比較し原力技術全体の底上げあってこそ、こういった事例

子力が安全の観点から、特別なモノとは捉えなも生まれる。そのための他分野との交流、人材育

い、・国民に安心を与えるには、技術的観点のみ

成、そして、非専門家・実務家とのコミュニケーを示すだけではだめである、単なるコミュニケー

ションは不可欠であると、締めくくられた。筆者

ション以上のものが必要、・規制において、従来、は、日本原子力学会長（2016­2018）として、社

新たな知見の採用が速やかではなかった、・規制会受容性の向上・リスクコミュニケーションの活で要求される以上の安全への絶えざる努力が必動を推進してきたが、今回の講演はとても刺激的

要、とまとめられた。

であった。つまり、時代と世代が変わり、必ずし

開沼氏の講演「社会のニーズと調和する原子力もすべてが新しい技術でない原子力を、さらに社技術の開発・利用」では、まずご自身の豊富な、会受容させるには、それら変わりつつあるものの社会とのコミュニケーション、さらには福島でのベースとなる概念を理解しなければないと痛感し活動の経験を、新しい概念に基づき、分析された。

たことである。多くの聴衆の方々もそのように感新しい概念の拠り所として、例に挙げられたのじておられたのではないか。

は、ユヴァル・ノア・ハラリ著「ホモ・デウス」、

総合討論は、野口氏の進行のもと、パネリスト

ウルリッヒ・ベックら著「リスク社会論」、リとして、粟津氏、上坂、岡嶋氏、開沼氏、松岡氏、

チャード・セイラー、キャス・サンスティーン著

山口氏が登壇した。

「行動経済学」などに書かれている内容である。

討論に際し、原子力利用の原点として、原子力

それら新しい概念に基づき、「社会のニーズと調基本法が目的とする（1）将来におけるエネルギー

和する原子力技術の開発・利用とは？」という命資源確保、（2）学術の進歩と産業の振興、（3）人

題につき、そもそも、社会とは何か？ニーズとは

類社会の福祉、（4）国民生活の水準向上や、原子何か？調和とは何か？というように、その本質を炉等規制法が目的とする「原子力利用に伴う災害議論された。まとめると、非エネルギー分野を中の防止」などが論点として提示された。これに対心に利用は拡大し続けており、新興国・途上国でし、会場参加者から「資源・エネルギーは 50 年、はエネルギー分野でも急拡大しているが、その重100 年、1,000 年先を見据えた議論をすべき」と

要性は意識されにくい。一般的な「社会のニーズ」の意見があったのに対し、総合資源エネルギー調と原子力との接点が薄いように見えている。確か

査会の委員を務めている山口氏は、原子力の議論に原子力は「貧・病・争」の解決に資する技術だっに関し、「政策的視点や社会による意思決定も関

ただろうし、新興国・途上国ではこれからがそう係する」と、リードタイムに関わる制約をあげるだろうが、「社会のニーズ」の軸足はズレてきて一方、「技術基盤は将来にわたって着実に維持し

73

放射化学

第 41 号

2020ていかねばならない」とも述べた。さらに、将来

ネルギー生産地に対する理解を切望された。福島

的な人類社会への福祉の関連で、岡嶋氏は、国連

第一原子力発電所事故の教訓について講演を行っの掲げる「持続可能な開発目標」（SDGs）をあげ、た松岡氏は、東日本大震災時に行われた計画停電

原子力科学技術がエネルギーの確保や気候変動問に伴う需要抑制について、「のど元を過ぎる前に」題の解決だけでなく、貧困撲滅や産業の技術革新と、遠からず検証しておく必要性を指摘した。

問題にも貢献する可能性を強調した。

また、同シンポジウムの成果について「若い人日本の原子力・エネルギー問題の関連では、会たちに継承していく努力が必要」との意見があっ

場参加者より、「原子力には、都会の人たちが受たのに対し、上坂氏は 10 月に敦賀市で開催され益者で、立地地域がリスクを背負っている特殊性

た将来の研究炉に関するシンポジウムでの大学生がある」、「エネルギー需要そのものの妥当性も検との討論を、開沼氏は 8 月に富岡町で開催された証すべき」といった声があった。これに対し、地「福島第一廃炉国際フォーラム」の高校生セッショ

域との対話活動に取り組む開沼氏は、「リスクをンの経験をあげ、それぞれ若手を交えた議論の重背負っているだけでなく、世界最先端の技術が生要性を強調した。

まれていることがもっと発信されるべき」と、エ

74

放射化学

第 41 号

2020

時過ぎて
古川路明先生を偲んで
篠原厚（大阪大学大学院理学研究科）

名古屋大学名誉教授・四日市大学名誉教授の古川路明先生は、2019 年 11 月 12 日夜にご逝去されました。享年 87 歳でした。ここに、先生のご生前の放射化学における教育研究のご業績・ご貢献、さらに原子力問題に捧げられた念い、そして何より多くの学生と研究者、同僚、市民に慕われたお人柄に対し、敬意と感謝を申し上げ、心からご冥福をお祈りいたします。
古川先生に捧げる追悼の文は、私にはあまりに重責ですが、先生は、学位取り立ての私を名古屋大学に呼んでくださり 11 年間もの間、一人前の研究者そして教育者として独り立ちできるよう、導いてくださいました。先生のすべてを網羅するような文章は私には書けませんが、そのご恩に少し

2013 年「古川先生を囲む会」

でも報いるべく駄文を掲載させていただきます。
古川路明先生は 1933 年 6 月 23 日の東京生まれ

助教授として採用され、1995 年からは教授としで、1952 年にご本人はよく場末と言われているて、1997 年 3 月に定年退官されるまで 30 年の間、東京都立の江北高等学校をご卒業になられ、東京

名古屋大学で教育研究にご尽力されました。また、大学教養部に入学されました。地文研究会に入ら

その後、四日市大学に新設された環境情報学部のれたとのことでしたが、先生の地学や天文への博教授として、引き続き教育にご尽力されることに識のルーツがそこに見ることができます。54 年なりました。2004 年には四日市大学もご退職さに化学科、56 年に大学院修士課程に進学され木れ、晩年は特に、アカデミックな研究と並行して

村健次郎先生のほぼ最後の門下生となられましいつも気に掛けられていた原子力問題にご尽力さた。なお、木村先生が日本原子力研究所に移られれ、原子力資料情報室の顧問を亡くなられる 2 年た後、斎藤信房先生が研究室を引き継がれ、先生ほど前まで長年引き受けられご活躍されていたとは最初の放射化学の学生となられたとのことで聞いています。

す。1958 年に修士を終了し、原子核研究所（核研）

この間、2 回、海外に行かれています。1 回目はの斎藤一夫先生の下で助手として採用され、研究1966 年〜 68 年にシカゴ大学エンリコ・フェルミ研

生活が始まりました。1963 年には理学部の浜口究所のシュガーマン教授の下で博士研究員として、

博先生の下で助手になられ、1966 年に東大から

2 回目は 1980 年〜 82 年にアーカンソー大学の文

理学博士の学位を授与されています。学位論文は

理学部化学科客員准教授として、黒田和夫先生のExcitation Functions for Alpha Particle Induced

下でご活躍されました。私が名大でお世話になっというタイトルで核研のサイている時に、シュガーマン教授のこともよく耳にクロトロンを使ったお仕事です。その後、1968

しましたが、黒田先生の天然原子炉のことはもち

年に名古屋大学理学部の山寺秀雄先生の研究室にろんのこと、黒田先生ご自身のことも敬意をもっReactions on

139

La

75

放射化学

第 41 号てよく話されていたのが印象に残っています。

2020

で、チェルノブイリ事故の時に 2 桁以上飛び上がるピークを指さされ、当時のことを長々と話以上、古川先生のご略歴を紹介しましたが、以されることがしばしばありました。

下に、時期を 3 つに分けて私の把握している範囲

名古屋大学山内研時代：山寺先生ご退官後、山でご業績や活動をまとめてみました。

内修先生が後任として着任され、生物無機化学を核研―東大時代：黎明期であった原子核反応の主とする無機化学第 2 研究室となりましたが、古研究を主に取り組まれ、核研の加速器実験とその川先生は放射化学のグループを継続するために奮共同利用のお世話をされ、その後の日本の核化学

闘され、私を助手として呼んでくださいました。

を引っ張って行かれることになる多くの先生方

研究テーマの環境放射能測定や放射化分析は、愛（田中重男、西朋太、音在清輝、藤原一郎、馬場

弟子の小島貞男さん（名大 RI センター、愛知医宏、岩田志郎、、、各先生）との交流が始まりまし大）らとも連携し継続されておりましたが、当時た。当時は日本の核化学にとっても黎明期で、核動き出した理化学研究所の AVF サイクロトロン

研の田中グループ、阪大の音在グループ、京大のを使った重イオン核反応や、私が進めていた高エ西グループなどが集結し、核反応に関する多くのネルギー物理学研究所の陽子シンクロトロン施設

業績を上げられています。特に当時新進気鋭のポを利用したパイ中間子によるエキゾチックアトム

リル博士を米国から招聘し最先端の研究を進めらの研究などを加えてくださいました。その守備範

れ、核反応の前平衡過程へ移行を示唆した重要な

囲は広く、当時強力に運営を支援されていた年代研究にも貢献されています。中でも、気体ターゲッ

測定センターに、現在 C-14 年代測定で活躍してトであるアルゴンとアルファ粒子の反応におけるいる小田寛貴さんを（本人が歴史好きであること

K の励起関数測定や、宇宙化学に関連する Alもあり）学生の時から送り込み、研究室のテーマ

や Na の生成断面積測定などは、古川先生らしとして広げられました。ご退官 2 年前に教授に昇い業績として今もしばしば引用されるものです。

任され相関化学研究室を立ち上げられましたが、

43

26

22

名古屋大学山寺研時代：名古屋大学の山寺秀雄

実質的には同じ体制で放射化学の分野で多様な研先生の研究室は、古い先生方はご存じの通り、同究を展開されました。山内先生とは分野がかなり位体化学という名称で呼ばれ、放射化学と錯体異なることもあり、研究はほぼ独立に進められて化学がうまく同居していたようです。当時のスいましたが、研究室の活動は案外うまく一緒にしタッフには吉川雄三先生と佐々木研一先生がおらていたと思います。たまに合同セミナーを行いまれ、ホットアトム効果に関する研究をされていしたが、その際、古川先生はどちらの学生かの区た助手の佐々木先生と協力して放射化学のパー

別なく、歯に衣着せぬ感じで学生に意見を言うのトで教育研究を進められました。そのころ米ソで、なかなか怪しい雰囲気になることもありましの原水爆核実験による地球汚染や原子力問題にた。しかし、いい距離感がとられていたのか、案も関心を持たれ、環境放射能に関する研究を始外うまく回っていたように思えました。ご退官後められたのだと思います。ただ、東大で化学科もそれぞれ同窓会がしばしば行われますが、双方に入られた 1954 年に第五福竜丸事故があり、その同窓会に顔を出す卒業生も多くいます。

の分析のお手伝いをしたのが放射能とのかかわ
りのはじめと仰っていますので、おそらくルー

また、名古屋大学の学内では、放射線安全管

ツはそこにありそうです。先生は、松葉や降下物、理についても中心的な役割を果たしてこられまし

雨水の放射能測定などを非常に長年に渡り継続

た。いつでしたか、理学部の誰かが ECD 検出器

して進められ、貴重なデータを出されています。

を付けたままガスクロを廃棄した事件があり、産1986 年 4 月 26 日のチェルノブイリ原発事故は特廃業者までたどる新聞沙汰がありました。先生はに大きな出来事で、その環境放射能の観測から

ずっと理学部の RI 主任者で、管理もすべてされて事故の分析に対してまで多くの貢献をされまし

いましたので、その対応に奮闘されましたが、責た。大気中の放射能の経年変化を示した図の中任者として当時理学部長の早川幸男先生（非常に

76

放射化学

第 41 号

2020

お親しかった）から厳重注意をいただいたのが後残るエピソードを少し述べさせて頂きたく思いの語り草になっています。結局、我々が使っています。私が最初に古川先生にお目にかかったのた理学部の RI 実験室を廃止することになりましたは、上記に記した夏の学校に M1 の時に参加したが、予算はゼロでしたので、先生の指揮のもと汚時だったと思います。それ以降、名古屋大学での染検査から除染などすべて自力で行い廃止措置を

11 年間はまさにお世話になりっぱなしの時期でするといういい経験をさせていただきました。

したし、その後も学会や夏の学校ではもちろんで学会関連では、環境放射能分野の大御所としてすが、関連する研究会などでもよくお目にかかっその発展に貢献されましたし、初期から核反応にておりました。特に JCO 事故や 9 年前の福島原

かかわってこられたこともあり核化学分野でも重発事故の際などでは、お目にかかる機会が増え環鎮のおひとりで「夏の学校」を 2 回主催されるな境放射能研究ではご指導いただいていました。

ど、関連分野の発展に貢献されてきました。一方

名古屋大学時代には、私が進めたい研究に自由で、早くから環境や原子力問題についても積極的に取り組ませていただき、ご自身の研究として熱に発言されるなど、科学の社会へのかかわりにも意を持って議論に加わって下さいました。理研や大きな関心をもって教育研究を進められました。

KEK への出張実験にも何度もお付き合いくださ

また、先生の博識ぶりと視野の広さを端的に現いましたし、先生がされている放射化分析や核反しているのが、ご著書の一つである「元素の事典」

応のテーマでいろいろな加速器施設や原子炉に連（朝倉書店）でしょう。これは高木仁三郎、冨田

れて行ってくださいました。皆さんご存じの通り

功、古川路明、馬淵久夫の 4 名のそれぞれの分野

先生は目が悪いのですが、人一倍いろいろなとこで高名かつ濃い先生方との共著です。さらにこころに一人で行かれます。見ているこちらは怖くなであげておきたいのは放射化学の教科書「放射化るほど闊歩され驚くことがよくありました。そし学（現代化学講座 15）」（朝倉書店）です。私はて古川先生は痩せているように見えますが、がっ阪大で行っている授業でこれをずっと教科書とししりした骨格で力持ちでした。雨水のいっぱいて使っています。学生には先生の含蓄が詰まった

入った 40L のポリバケツを屋上から毎日のよう

各章末にある「休憩室」はぜひ読むようにといつに運びます。環境のテーマをする学生が居ないとも勧めているものです。これらの執筆は、私が名きはよく手伝いましたが、私でも重くて大変でし

古屋大学でお世話になっている間、ずっと取り組た。懐かしい思い出です。

んでいらっしゃいました。

古川先生の学生に対する姿勢には学ぶものが多くありました。放射化学グループには（古川先生

最後に、私個人の古川先生との関わりや記憶にの所でなければ卒業できなかったであろう学生も1994 年 理学部屋上の雨水収集装置

1994 年

77

理化学研究所での実験風景

放射化学

第 41 号

2020含め）いろいろ多様な学生が来ましたが、先生は見るということでは、古川先生に文章などを見てどの学生にも「＊＊さん」と呼ばれます。そこにもらうとき、例のごとく目にぴったり紙をつけて学生さんにも一個人として敬意を払っていること読まれますので、まさに奥底まで見抜かれているが伺えます。もちろん発する言葉の内容は時としようでドキドキします。そしてほとんどの場合、て（本質を突きすぎて）学生にとってきついのでドキッとする言葉が返ってきます。相手自身をよすが、それでも、非常に学生に慕われていました。

く見て少しきついめに本質を言います。学生にはいわゆるウナギ部屋と言われる古川先生と私の居しっかり基本を指導し、特に先生ご自身が学生の室が学生のたまり場でもありました。本当に狭い

頃に放射能の絶対測定をされていたとのことで、のですが、そこに冷蔵庫とコンロと小さな流しが実験の信頼性や数値に対しては厳しかったと思いあり、昼はいつもコーヒーが入り学生が集まってます。そして何より教育に熱意を持たれていまし古川節で野球解説が流れていました。夜に学生がた。しっかりと理念と批判的な目をもって科学の忙しいときなどは、突然、先生がオリジナルレシ

真理を探求する精神を、そしてそれが社会とも無ピによるミートソースを作りだしスパゲッティー

関係ではいられないことを教えておられたと思いをふるまったりします。よく出る言葉は「こりゃます。

ダメだ」です。その時は本当に駄目なので、（例
えば実験の時などは）なかなか大変でした。「・・・

私などは、本来先生のご遺志、そして教育研究

学生は意外と先生の言葉を覚えていることがあに対する理念を引き継ぎ、学生に接し育てるべきる。先生と呼ばれる身となった後は、若者に対す立場にありますが、なかなか先生に近づけず、もる言葉には注意を払っている。」とご著書のどこう現役の終わりが見える時期になってしまい反省

かに書かれていましたが、まさにその通りにされしています。より若い皆様に、少しでも先生の教ていた気がします。

育研究への姿勢や熱意を伝え、引き継いでいただ
くべく、少し長々と駄文を書いてしまいました。

古川先生は常に批判的な視点で物事を見ます。
それが環境問題や原子力問題の活動にもつながっ

最後に、繰り返しになりますが、古川路明先生ているのだと思います。筋を通すということ、本のこれまでの放射化学、そして広くは放射線・原質を見極めるということに特にこだわっていたの

子力にかかわる教育研究のご貢献に感謝し、心かだと思います。科学者たるものは当然のことです

らご冥福をお祈りいたします。

が、なかなかできることではありません。本質を

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放射化学

第 41 号

2020

情 報 プ ラ ザ （国際国内会議）

国内会議

第 13 回 核融合エネルギー連合講演会（協賛）
日時：2020 年 6 月 11 日〜 12 日
場所：（青森県八戸市）

第 18 回 同位体科学研究会（共催）
日時：2020 年 3 月 6 日（延期）URL：http://www.jspf.or.jp/

場所：東京工業大学（東京都目黒区）
第 57 回 アイソトープ・放射線研究発表会（協賛）URL：https://www.isotope-sci.org/meeting

日時：2020 年 7 月 7 日〜 9 日
場所：東京大学

第 21 回「環境放射能」研究会（主催）
日時：2020 年 3 月 12 日〜 13 日（中止）

弥生講堂（東京都文京区）

URL：https://www.jrias.or.jp/isotope_conference/

場所：高エネルギー加速器研究機構

index.html（茨城県つくば市）
URL：http://rcwww.kek.jp/enviconf/

国際会議

2019 年度量子ビームサイエンスフェスタ（協賛）
日時：2020 年 3 月 12 日〜 14 日（中止）10th International Conference on Nuclear

場所：ザ・ヒロサワ・シティ会館（茨城県水戸市）

and Radiochemistr y (NRC⊖10)
日時：23

URL：https://mlfinfo.jp/sp/qbs-festa/2019/28, August, 2020

場所：Brighton, UK
2020 年日本原子力学会

春の年会

URL：https://www.rsc.org/events/detail/

日時：2020 年 3 月 16 日〜 18 日（中止）38385/10th-international-conference-on-

場所：福島大学（福島県福島市）

nuclear-and-radiochemistry-nrc10

URL：http://aesj.net/hp/
The seventh inter national symposium in2020 年日本化学会第 100 春季年会

the series of Asia⊖Pacific Symposium on

日時：2020 年 3 月 22 日〜 25 日（中止）
場所：東京理科大学

Radiochemistr y (APSORC 21)
日時：19

野田キャンパス

24, September, 2021

場所：（福島県郡山市）（千葉県野田市）
URL：http://www.csj.jp/nenkai/index.html

URL：http://www.radiochem.org/apsorc2021/

日本薬学会第 140 回年会
日時：2020 年 3 月 25 日〜 28 日（中止）
場所：京都国際会館他（京都府京都市）
URL：https://www.pharm.or.jp/nenkai/

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放射化学

第 41 号

2020

学会だより

審議

1． 日本放射化学会第 88 回理事会 [2019 学会
年度第 1 回理事会 ] 議事要録抜粋

1. 日本放射化学若手優秀発表賞表彰要領（案）について、対象者学生枠、再受賞の可否、授与件

日時：2019 年 6 月 15 日（土） 13：00
場所：QST 東京事務所

数、審査員割当数、採点基準を議論し、最終案

18：00

としてまとめ、再審議することとした。

会議室 A

出席者： [ 会長 ] 篠原、[ 副会長 ] 高橋、北辻、[ 理2. 2019 年度日本放射化学会木村賞・学会賞・奨事 ] 塚田、渡辺、石岡、緒方、木下、桐島、励賞の選考結果が選考委員長より報告され、審佐藤、高宮、別所、箕輪、[ 監事 ] 工藤、

議の結果、森田浩介氏（木村賞）、佐藤哲也氏（学酒井会賞）、日下良二氏、小林大志氏、小豆川勝見

欠席者： [ 理事 ] 大矢氏（以上、奨励賞）が承認された。
3. フロンティアシリーズ第二段「超重元素の化報告学」の出版準備が整ったことが報告された。20

1. 事務局報告として、前回議事録の確認、会員の周年記念事業の一環として出版することとし、動向・会費納入状況、会計の報告ならびにメー

討論会までに刊行し、会員宛発送、討論会会場

ル回議の報告がなされた。長期会費未納者に対にて希望者へ配布することとした。

する対応、連絡先不明者に対する対応について

4. 2020-2021 年度役員選挙に向け、新任人数の検議論した。会計状況について、個人会費の未納討を実施し、2022 年度引継ぎ時に混乱が生じ額が大きいこと等、報告された。

ぬ様、増員を図ることとした。

2. 会員 ML の配信状況及び学会 HP の更新につい5. 核化学夏の学校の助成金申請について、増額希て報告がなされた。迷惑メール対策のため、学望に対する説明を追記した上で再審議するこ会事務局アドレスを変更した旨、報告された。

ととした。

3. 2019 年度討論会の準備状況について情報共有

6. 法人化 WG より、定款の草案について現会則がなされた。討論会 HP を学会 HP サーバーへと対比した説明がなされた。社員総会の対象と移行することについて議論した。20 周年記念なる社員には学生を含めないこと等を決定し行事の一環として、受賞講演の一部を公開講演た。法人の主たる事務所については最善案に至とすることとした。

らなかったことから継続して検討することと4. 日本放射化学会ロードマップ策定 WG の設置した。

について会長より報告があった。1 年後のロー

7.「関連学協会連携に関する会員アンケート調

ドマップ公開を目指し、各分科会に教育を加え査」結果概要について説明があり、和文誌「放た 5 つの WG を設置したこと、公開までのス

射化学」への掲載について進めることとした。

ケジュール案、討論会でのパネル討論案が紹介

8. インターネット・広報委員会のオブザーバーのされた。

変更が提案され、笠松氏・羽場氏が解任、宮本5. APSORC2021 について、高橋副会長より、会場・氏が就任することで承認された。

開催日程についての検討内容が報告された。

以上

6.「若手の会国内学会助成事業」「文部科学大臣表彰」に関しては、対象者無しの旨、報告がなさ
れた。

80

放射化学

第 41 号

2． 日本放射化学会第 89 回理事会 [2019 学会

2020

催期間 2021 年 9 月 19 日

年度第 2 回理事会 ] 議事要録抜粋

24 日、福島県郡山市 ホ テ ル ハ マ ツ、 郡 山 公 会 堂、 ③ 日 本 放 射化学会第 65 回討論会（2021）と共同で開催、日時：2019 年 9 月 23 日（月） 14：30④ 名称を APSORC21（Koriyama/Fukushima）

19：30

場所：いわき産業創造館（LATOV） 会議室 2とする、⑤ APSORC 準備金として 150 万円を

出席者：[ 会長 ] 篠原、[ 副会長 ] 高橋、北辻、[ 理「APSORC 基金についての覚書」により貸借す

事 ] 塚田、渡辺、石岡、緒方、木下、佐る、⑥ APSORC-IC の最新メンバーへ連絡する

藤、高宮、別所、箕輪、[ 監事 ] 酒井、[ 編こととした。
5. 法人化 WG より、総会資料（案）を用いて説集委員長 ] 田上
欠席者：[ 理事 ] 大矢、桐島、[ 監事 ] 工藤明がなされた。議決権を持つ社員の範囲は正会員のみとすること、社員総会の定足数について報告再調査することとした。法人の主たる事務所に

1. 事務局報告として、前回議事録の確認、会員のついては委託としないこと、一定期間継続性の動向・会費納入状況、会計の報告ならびにメーある研究機関の研究室などに期限を設けて設置

ル回議の報告がなされた。討論会への参加と同すること、設立時の場所は新役員で協議するこ

時に、29 名が入会したことが報告された。一ととした。

方、3 社の賛助会員が退会したことから、原因

6. 関連学会との連携について、会長より総会資料と対策について検討していくこととした。2018（案）を用いて説明があり、学会訪問等の活動

学会年度会計報告、決算案、会計監査報告があを取り入れていくこととした。
以上

り、総会での決議に進めることとした。会計状
況について、正会員の約 1/3 が会費未納である
ことが報告された。
2. 会員 ML の配信状況及び学会 HP の更新につい3. 日本放射化学会第 90 回理事会 [2019 学会年て報告がなされた。総会出欠確認用アドレスに度第 3 回理事会 ] は、2019 年 12 月 21 日（土）ついては継続使用することとした。

に開催されましたが、議事要録未承認のため、次号にて報告します。

3. 理事会役員選出投票結果について選挙管理委員長より報告がなされた。

4. 会員動向（令和元年 7 月～令和元年 12 月）
審議
1. 短寿命 RI 利用促進研究会の助成金申請につい新規入会（正会員）て審議した結果、共催については承認、経費補

氏

名助については保留とした。当学会を主体としな

奥津賢一

い研究会等への経費補助については実績がない

所

属

東北大学大学院理学研究科化学専攻先端理化学講座放射化学研ことから、慎重に進めることとした。

究室

2. 若手助成事業の一環として、「日本国内における研究発表助成制度」について説明がなされ、国内開催の国際会議についても対象とすること

竹内

緑

寺本

高啓

藤田奈津子

を決定した。HP に掲載し、学会員に広く知ら

大阪大学放射線科学基盤機構
日本原子力研究開発機構東濃地
科学センター地層科学研究部年せることとした。

代測定技術開発グループ

3. 2020 年度予算案について審議し、最終案を総堀田

会決議へと進めることにした。

拓摩

日本原子力研究開発機構福島研
究開発部門大熊分析・研究セン

4. APSORC21 の準備状況について報告がなされ

ター分析管理準備室（東海駐在）た。① 準備委員会の設置、委員の任命、② 開

81

放射化学

楊

国勝

第 41 号

量子科学技術研究開発機構量子

2020

内藤

智也

医学・医療部門高度被ばく医療理学専攻常行研究室

センター計測・線量評価部物理速水

翔

線量評価グループ板津英輔

セイコー・イージーアンドジー

伏見

朋和

牧戸

良憲

光安

優典

所

属

究室
横山

核工学専攻核材料工学研究室

蓬田

究科化学専攻末木研究室

和田

梶野

拓郎

知啓

北清

航輔

専攻放射化学（篠原）研究室

氏

名

大阪大学大学院理学研究科化学大浦泰嗣

大阪大学大学院理学研究科化学

藤本

賢

黒澤

景一

属

首都大学東京大学院理学研究科

宮田佳樹

国立研究開発法人水産研究・教育機構中央水産研究所

東邦大学大学院理学研究科化学東京大学総合研究博物館タンデ
ム加速器分析室 (MALT)

専攻
直也

所
専攻

専攻放射化学（篠原）研究室

北田

静岡大学大学院総合科学技術研

所属変更（正会員）

専攻放射化学（篠原）研究室
梶原

東京大学大学院理学系研究科地究科理学専攻大矢研究室

穂乃香 大阪大学大学院理学研究科化学芽都匠

東北大学大学院理学研究科化学専攻環境放射科学研究室

尾幡

筑波大学大学院数理物質科学研

球惑星科学専攻高橋研究室

筑波大学大学院数理物質科学研
究科化学専攻末木研究室

拓実

大輝

究科化学専攻末木研究室

安達 サディア 筑波大学大学院数理物質科学研

小野東北大学大学院理学研究科化学専攻先端理化学講座放射化学研

京都大学大学院工学研究科原子達也

東邦大学大学院理学研究科（化学）錯体研究室

MOHAMMAD MONIRUZZAMAN石井京都大学大学院工学研究科原子核工学専攻核材料工学研究室

新規入会（学生会員）
名

大阪大学大学院理学研究科化学専攻放射化学（篠原）研究室

株式会社技術部氏

東京大学大学院理学系研究科物山村

東北大学大学院理学研究科化学朝雄

京都大学複合原子科学研究所原専攻先端理化学講座放射化学研

子力基盤工学研究部門アクチノ

究室

イド物性化学研究分野
山田

慶応義塾大学大学院理工学研究記大金沢大学科学実験センターアイ
ソトープ理工系研究施設

科開放環境環境科学専攻環境科
富塚

学研究室

知博

日本原子力研究開発機構福島研

筑波大学大学院数理物質科学研

究開発部門福島研究開発拠点大究科化学専攻末木研究室

熊分析・研究センター分析管理齋藤凛太郎

明治大学理工学部応用化学科放

準備室

佐野

東邦大学大学院理学研究科無機斎藤輝

射化学研究室莉奈

退会（正会員）

化学専攻
竹内

裕弥

京都大学工学研究科物質エネル
ギー化学専攻同位体利用化学講座

田巻廣明

東北大学大学院理学研究科化学専攻放射化学研究室

82

氏

名

氏

名

関根

俊明

中西

孝

藤井

靖彦

古川

路明

放射化学

第 41 号

退会（賛助会員）
氏

名

株式会社アトックス事業本部
サンゴバン株式会社クリスタル事業部
株式会社日立製作所ヘルスケアビジネスユ
ニット汎用分野システム営業部

83

2020

放射化学

第 41 号

2020「放射化学」規定など「放射化学」論文編集委員会規定
（名称）
第1条

この規定は、日本放射化学会（以下、本会という）会則第 28 条に基づき、日本放射化学会の和文誌「放射化学」の「放射化学」編集委員会を設置し、その運営に当たるために定める。
（編集委員会の構成）
第2条

編集委員会は、編集委員長 1 名、編集担当理事 1 名、並びに編集委員約 5 名で構成する。編

集委員長は、前委員長の推薦により選任され、理事会の承認を得て、会長が任命する。編集委員は、編集委員長の推薦により選任され、理事会の承認を得て会長が委嘱する。
第3条

編集委員長および編集委員の任期は 2 年とし、重任を妨げない。

（編集委員会）
第4条

編集委員会は、次の事項について企画・審議し、「放射化学」の継続的な発行を行う。

（1）「放射化学」誌の編集および発行に関すること（2）「放射化学」誌への投稿論文の審査に関すること（3）「放射化学」誌の編集委員長候補者及び編集委員候補者の推薦に関すること（「放射化学」誌の発行）
第5条

本会が発行する「放射化学」誌は、1 年に 2 回発行し、それぞれ異なる巻数を割り振る。

（論文の審査）第6条

編集委員会は、「放射化学」へ投稿された論文に対して、担当編集委員 1 名を決定する。審査を要する記事については、担当編集委員は審査員 1 名を選出し、審査を依頼する。
第7条

論文審査の手続きは、別に定める審査内規による。

第8条

本規定の改定は理事会の決議による。

付則 この規定は、2013 年 1 月 1 日から施行する。

「放射化学」発行規定
（目的）
第1条

日本放射化学会和文誌「放射化学」は、日本放射化学会（以下、本会）の目的を達成するために、（i）放射化学並びにその関連領域における重要な進歩を含む学術論文と（ii）会員および関連分野の研究者にとって有益な最新トピックスをまとめた記事を掲載する。
（「放射化学ニュース」との関係）
第2条「放射化学」は「放射化学ニュース」（2012 年まで発行、第 26 号が最終号）の後継誌であり、創刊年
は 2013 年、巻数は第 27 巻からの発行とする。
（掲載記事）
第 3 条 「放射化学」は審査付き論文とそれ以外の放射化学関連分野の最新トピックスを掲載する。
前者には、原著論文、総説論文、短報の各欄を設け、後者はこれまでの「放射化学ニュース」を引

84

放射化学

第 41 号

2020

き継ぎ、様々な記事を積極的に掲載する。
1．審査付き論文
1-1. 原著論文は、新規な内容にもとづき論理的に明瞭な結論を含む学術論文をいう。
1-2. 総説論文は、当該分野のこれまでの研究の進展を専門的な立場から解説する学術論文とする。
1-3. 短報は、重要な研究成果を含んだ短い学術論文で、編集委員会は特に迅速な公表を行う。（未完でも学術的価値が高い学術論文を含む。）
1-4. この他に、編集委員会が認めた場合、上記以外の学術情報を掲載することがある。
2．

審査付き論文以外の記事

上記審査付き論文以外は固定した枠にとらわれない内容とし、主に各種特集記事、解説、トピックス、
学位論文要録、施設だより、学会だより、研究集会だより（国内・国外）、情報プラザなどを掲載する。
3．

審査付き論文（第 3 条第 1 項）の投稿規則を第 4 条以降に定めるが、審査付き論文以外の記事（第3 条第 2 項）に関する投稿規則は特に定めず、編集委員会の編集方式に従う。また本会の英文の論文誌 Journal of Nuclear and Radiochemical Sciences の発行規則は別に定める。

「放射化学」論文投稿規則（投稿論文と依頼論文）
第4条

論文は投稿によるものと編集委員会からの依頼によるものとする。

（著者）
第5条

著者は本会会員であることを要しない。

（原稿の作成）
第6条

使用言語は日本語とする。

第7条

投稿論文の作成は、別に定める「「放射化学」投稿の手引き」（以下、「投稿の手引き」）に従うものとする。
第8条

原著論文、総説論文、短報以外の記事については、第 6 条、第 7 条に依らない形で原稿を作成できる。
（論文の受け付け）
第9条

原稿が、「投稿の手引き」に定める「投稿先」に到着した日付けをもって、論文の受付日とする。

（審査）
第 10 条編集委員会は、査読者を委嘱して論文の掲載に関する意見を求め、掲載の可否に関する審査を行う。掲載可となった日付をもって受理日とする。投稿によるものと依頼によるものとに関わらず、編集委員以外の査読者の意見を参考として、編集委員会が掲載の可否を決定する。
（論文の掲載）第 11 条

掲載可となった論文は、速やかに論文誌上および論文誌 web サイトに掲載する。

（掲載料、別刷り）
第 12 条論文および各種記事の掲載料は徴収しない。別刷りを作成する場合には実費を著者負担とす

る。
（原稿料）
（著作権）
第 13 条

論文誌に掲載された全ての論文等の著作権は本会に帰属する。原著論文、総説論文、短報については、著者は論文受理後速やかに「著作権譲渡同意書」を本会に提出しなければならない。
（本規則の改定）
第 14 条

本規則の改定には理事会の決定を要する。

85

放射化学

付則

第 41 号

2020

この規則は、2015 年 10 月 1 日から施行する。

「放射化学」論文投稿の手引き
1．はじめにこの「投稿の手引き」は日本放射化学会（以下、本会）和文誌「放射化学」論文投稿規定に基づき、編集委員会にて原稿の作成の指針として制定されたものである。
2．投稿に際しての注意事項
1）採否が決定するまで同一趣旨の論文を他誌に投稿してはならない。
2）他誌に投稿中の論文を投稿してはならない。
3）投稿後の著者に関する変更は認めない。
4）図版を転載する場合は、著者にて転載許可を著作権者より得ること。
5）投稿原稿は以下の「3. 原稿作成時の注意事項」に従って作成し、その電子ファイル（PDF ファ
イル、MS-Word ファイルなどが望ましい）を編集委員会に電子メールにより送付する。到着次第、編集委員長より受付日が記載された受け取りの電子メールが送付される。
3．原稿作成時の注意事項
1）（原稿の構成）原稿は以下の順でそれぞれ改ページして編成する。（1）表紙（論文題名、著者名、研究の行われた機関、同所在地などを記す）、（2）要旨およびキーワード（5 つ程度）、（3）本文、（4）引用文献、（5）表、（6）図、（7）図の説明文。
2）（原稿の形式）A4 用紙を縦方向として、横書きに印字し、1 ページに 25 行程度とする。
3）（原稿の長さ）短報以外は制限を設けない。短報は図表を含めて刷り上り 4 ページ以内を原則とする。なお刷り上がり 1 ページは約 2000 字であり、図・表は 1 枚につき 500 字とカウントする。
4）（要旨）要旨として英文要旨（250 語以内）および和文要旨（400 字以内）の両方をつけること。
5）（引用の形式）番号順とする。最初に引用された箇所の順で引用文献を並べる。引用文献の記載
方法はアメリカ化学会発行の雑誌と同形式とする。なお本形式は本会の Journal of Nuclear andRadiochemical Sciences 誌と同様である。
6）（表）表は説明も含めて英文で作成する。本文中では Table として引用する。
7）（図）図は説明も含めて英文で作成する。本文中では Fig. として引用する。なお投稿時のファイルサイズは 10 Mbyte を超えないこと。
8）（その他）図表などの数値や軸の表記では物理量 / 単位の形式をとることとし、物理量（単位）の表記は用いない。（例 : Time/min とし、Time（min）は用いない。）
9）（カラーの図表）カラーの図表を掲載する場合には、原則として実費を著者負担とする。なお、
論文誌 web サイト公開用の PDF 版については無料でカラーとすることができる。
10）（注意事項）上記に著しく逸脱した原稿については、受け付けないで返却することがある。
4．校正および論文誌発行後の正誤訂正
1）著者校正は 1 回行う。返送期日に著しく遅れた場合には編集委員会の校正のみで校了とする。
2）発行後 6 ヶ月以内に著者から訂正の申し出があった場合には、正誤訂正に関する記事を掲載することがある。
5．投稿先〒 319-1195

茨城県那珂郡東海村白方 2-4

日本原子力研究開発機構 安全研究センター

宮本ユタカ 編集委員長

Fax: 029-284-3665
e-mail: miyamoto.yutaka@jaea.go.jp86放射化学 第 41 号 2020

学位論文要録執筆候補者の推薦について「学位論文要録」欄では、最近 2 年間の範囲で博士の学位を授与された会員の方々の学位論文内容を抄録の形で掲載致しております。現代の放射化学およびその関連領域における進歩についての情報を読者の方々に提供することが主な目的であります。しかし、編集委員会が広範な領域で活躍されている執筆候補者につきまして、遺漏なく情報を得ることは困難であります。このため、会員の皆様に同欄の執筆候補者（学位取得者）を推薦いただきたく存じます。自薦・他薦は問いません。詳しくは編集委員会にご照会下さい。
☆

☆

☆

「会員の声」欄へのご寄稿のお願い
本誌では、学会や学会出版物に関する会員の皆様の意見を掲載するために、「会員の声」欄を設けております。
1000 字以内（形式自由）におまとめいただき、編集委員会または学会事務局にお送り下さい。掲載の可否につきましては当方にご一任下さい。
☆ ☆

☆

会員の異動に伴う連絡のお願い
会員の移動に伴い、所属、連絡先等に変更が生じた場合には、以下の web ページを参照し、事務局（jnrs@
ac-square.co.jp）までご連絡下さい。
会員情報変更等の手続き : http://www.radiochem.org/community/update.html

放射化学
第 41 号

令和 2 年（2020 年）3 月 20 日発行
編集
日本放射化学会編集委員会
委員長：宮本ユタカ、委員：佐藤 渉、鈴木 達也、井上 睦夫、藤 暢輔、
阪間 稔
連絡先：〒 319-1195 茨城県那珂郡東海村白方 2-4 日本原子力研究開発機構
安全研究センター
宮本ユタカ（e-mail: houshakagaku@radiochem.org）

発行
日本放射化学会
出版担当理事：佐藤 渉
Web: http://www.radiochem.org/

印刷
松枝印刷株式会社〒 303-0034 茨城県常総市水海道天満町 2438
本誌掲載記事の著作権は日本放射化学会に帰属します。

87賛 助 会 員
クリアパルス株式会社
株式会社千代田テクノル
仁木工芸株式会社
東京ニュークリア・サービス株式会社
東京パワーテクノロジー株式会社
長瀬ランダウア株式会社
株式会社日本環境調査研究所
富士電機株式会社
ミリオンテクノロジーズ・キャンベラ株式会社

公益財団法人 原子力安全技術センター
新潟県放射線監視センター
公益社団法人 日本アイソトープ協会
国立研究開発法人 日本原子力研究開発機構
公益財団法人 日本分析センター
公益財団法人 放射線影響協会
一般財団法人 放射線利用振興協会

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九州電力株式会社
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東京電力ホールディングス株式会社
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事前登録7,000円／当日登録9,000円／学生無料
詳しくはホームページをご覧下さい。
https://confit.atlas.jp/jrias2020
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皆さまのご参加をお待ちしております
主催 公益社団法人日本アイソトープ協会

A−5我が国唯一の原子力に関する総合的な研究機関として､東京電力HD
福島第一原子力発電所（1F ）の廃止措置及び環境回復に取り組んでいます
1F 事故で発生したガレキの放射化学分析の事例

三春町

南相馬市

環境回復に向け､環境動態研究､放射線計
測･分析技術等の技術開発を実施

大熊分析･研究センター※1F（大熊町：1F隣接地）一部運用中
1Fのガレキ類､水処理二次廃棄物、燃料デブリ等の分析を行う施設を整備中

廃炉国際共同研究センター※
楢葉遠隔技術開発センター※（楢葉町）

・遠隔操作ロボット等の開発実証（実規模及び小規模エリアの試験）・VR等による作業員の訓練
・施設共用及び技術支援（富岡町）

世界の英知を結集すべく､国内外の大学､研究機関、産業界とネットワークを形成し､1F 廃炉の研究開発と未来の廃炉研究を担う人材育成を一体的に推進

137Csと90Srとの放射能濃度の相関関係に基づき､測定が容易な137Csから､直接放射能の測定が困難な 90 Srの放射能濃度を推定することができる可能性が示されました

10

6
1000000

90Sr放射能濃度（Bq / g)

福島環境安全センター

90Sr / 137Cs放射能濃度比
10-1

1号機
Sr-90/Cs
2号機

5
100000
10

10-3

3号機

4
10000
10

10-2

10-4

3
101000

2
10100

10110
100 1
-1
100.1
100
102

※ 福島イノベーション･コースト構想の拠点（廃炉分野）

1000

103

10000

104

100000105

1000000

106

10000000

107

100000000

108

137Cs放射能濃度（Bq / g)

国立研究開発法人日本原子力研究開発機構〒319- 1184 茨城県那珂郡東海村大字舟石川765番地1
原子力機構ホームページ

TEL：029- 282- 1122（代表）

福島研究開発部門ホームページ

https://www.jaea.go.jp/

https://fukushima.jaea.go.jp/

私たちは、環境放射能・放射線に関する分析専門機関です
環境試料に含まれるセシウム137、ストロンチウム90、トリチウム、プルトニウムなどの人工放射性核種からウラン、トリウムなどの自然放射性核種まで、様々な放射性核種の分析に対応しています。また、安定同位体比分析にも対応しています。

IAEAなど国際的な相互比較分析プログラムに参加して分析技術の客観的な評価を受けるとともに、国際標準化機構（ISO）の認証・認定の取得やJCSS校正事業者（区分：放射線・放射能・中性子）として登録しています。

環境放射線モニタリング等を行っている都道府県の実務担当者を向けの研修のほか、民間機関及び地方自治体の実務担当者を対象とした研修コースなど、幅広く環境放射能に関す
る分析・測定研修を実施しています。

ホウ素中性子補足療法（BNCT）の開発実用化に係る研究開発、放射性核種自動分離測定装置の実用化開発や原子力発電所固体廃棄物の処理・処分に関する受託研究を行っています。

公益財団法人 日本分析センター
http://www.jcac.or.jp〒263-0002 千葉県千葉市稲毛区山王町295番地3
電話：043-423-5325 ＦＡＸ：043-423-5372

A−6放射線分野における科学技術の進展に貢献しています〜主な業務〜■ 放射線影響に関する知識の普及・啓発■ 放射線影響に関する研究活動への奨励助成、顕彰■ 放射線影響に関する調査研究■ ICRP調査・研究連絡会の運営■原⼦⼒施設及び除染等事業場で働く放射線業務従事者の被ばく線量の⼀元的な登録管理■RI施設で働く放射線業務従事者の被ばく線量の登録管理■ 放射線管理⼿帳制度の運⽤管理■ 国の指定を受けた放射線管理記録等の保存業務（原⼦⼒、除染、RI等）■ 原⼦⼒施設等で働く放射線業務従事者を対象にした低線量⻑期間被ばくによる健康影響の疫学調査

公益財団法⼈ 放射線影響協会〒101-0044 東京都千代⽥区鍛冶町1- 9 -16 丸⽯第2ビル5階
TEL 03-5295-1481
FAX 03-5295-1486
http://www.rea.or.jp

放射線従事者中央登録センター

TEL 03-5295-1786

放射線疫学調査センター

FAX 03-5295-1486

TEL 03-5295-1494

FAX 03-5295-1485

放射線利用事業の振興と原子力の利用に係る知識及び技術の普及を振興するために◆ 放射線・原子力利用の普及事業
・「放射線プロセスシンポジウム」の支援◆ 照射サービス事業
・ ガンマ線･電子線照射：材料の耐放射線性試験､材料改質などいろいろな照射ニーズに応えます・ 中性子照射： シリコンの半導体化◆ 技術移転事業
・ 産業界からの中性子利用のいろいろなニーズに応えます◆ 原子力研修事業
・ 第 3 種放射線取扱主任者講習
・ 教員免許状更新講習
・ 放射線業務従事者のための教育訓練
・ 原子力・放射線に関する研修会の開催

一般財団法人放射線利用振興協会
http://www.rada.or.jp
本 部 ・ 東 海 事 業 所 ：〒319-1106 茨城県那珂郡東海村白方白根２-４ TEL 029(282)9533
高崎
事
業
所 ：〒370-1207 群 馬 県 高 崎 市 綿 貫 町 １ ２ ３ ３ TEL 027(346)1639

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A−8放射化学 第41 号

2020 年 3 月