2021/3/1

2021.03.01 成果報告会

文部科学省 国家課題対応型研究開発推進事業
英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

マルチフェーズ型研究教育による分析技術者⼈材育成と廃炉措置を⽀援加速する難分析核種の即応的計測法の実⽤化に関する研究開発（2015後半〜2019︓5ヵ年） 2014半年(FS)（代表）福島⼤学（再委託）福島⾼専，福島県環境創造センター，⽇本原⼦⼒研究開発機構，
海洋研究開発機構，(株)パーキンエルマージャパン，(株)化研

1. 研究⽬標、全体計画
2. 得られた成果と⽬標との関係性（当初想定通りの成果か⽬標を上回る成果か）
3. 成果の新規性、⾰新性
4. 研究の効果（プログラムに応じて、東電１Ｆ廃炉への効果、原⼦⼒の基礎基盤の強化への効果、⼈材育成等を記載）
5. 今後の発展の⽅向性

1１-1. 実施項目（1）基盤教育教育（エフォート67％）①分析技術者養成（福島⼤学、JAEA、環境センター、福島⾼専、 パーキンエルマー、JAMSTEC、化研）②共通教育（福島⼤学、福島⾼専）③現職専⾨家講習（福島⼤学）（２）質量分析に関する研究（20％）①ICP-MSに関する開発（福島⼤学、パーキンエルマー、福島⾼専）②TIMSに関する開発と⼈材育成（福島⼤学、JAMSTEC、化研）③放射性同位元素を⽤いる実証試験（JAEA、化研）

研究（エフォート33％）（３）放射能計測に関する研究（3％）（４）処理技術に関する研究（10％）①公定法試験（環境センター、化研）②迅速化開発（環境センター）①前処理技術の開発（福島⾼専）②吸着剤の開発（化研）（５）研究推進22

1

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１-２. 目的、全体計画
分析人材育成 と廃炉措置等支援者 の育成

目的（1）基盤教育 人材の養成①分析技術者養成②共通教育③現職専⾨家講習 難分析核種の迅速計測法の開発(主に 90Sr など)

即応的分析技術 の開発（２）質量分析 (⽅法論の開発）(3)放射能計測に関する研究①公定法試験

（４）処理技術に関する研究(3)放射能計測に関する研究②迅速化開発1Fサイトで実運用させる。
＝ 即応的分析技術

3

3

１-３. 目標（1）基盤教育

教育（エフォート67％）①分析技術者養成（福島⼤学、JAEA、環境センター、
 放射線専修プログラムの実施，放射線取扱主任者試験受験の奨励，教育プロ
福島⾼専、 パーキンエルマー、JAMSTEC、化研）
グラムの実施，⺠間企業との連携教育の実施，海外の⼤学との連携教育
 幅広い年齢層への教育，１F・２F視察の実施，廃炉のススメ教育②共通教育（福島⼤学、福島⾼専）
 研究成果の技術移転③現職専⾨家講習（福島⼤学）（２）質量分析に関する研究

90Sr検出下限値1Bq/Lの迅速分析法の開発
 ①ICP-MSに関する開発（福島⼤学、パーキンエルマー、福島⾼専）
 ②TIMSに関する開発と⼈材育成（福島⼤学、JAMSTEC、化研）
1F廃炉現場における実⽤化
 ③放射性同位元素を⽤いる実証試験（JAEA、化研）
多核種分析技術研究（エフォート33％）

サポート（委託による研究⽀援）（３）放射能計測に関する研究（４）処理技術に関する研究

 公定法の実施
 前処理法の開発（５）研究推進 全体会議，教育会議の実施
 カンファレンス・シンポジウムへの参加

442

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福島大学の理工学類における教育（講義履修）のかたち
放射線対策専修プログラム

独自パンフレット「廃炉について考える：地域の課題に目を向けよう」の作成と講義や公開講座による配布
配布部数：平成28年度 973部

新設科目「放射線科学」を新設
H28度 試行、H29度～正式科目

5

5

教員スタッフの体制強化 ～客員教員（H27～）の拡充～
客員教授

客員教授

客員教授

客員准教授

Prof. T. Johnson

Prof. T. Kato

植頭 康裕 先生

古川真 氏

(コロラド州立大学環境放射線保健科学部)
専門： 放射線保健物理学(コロラド州立大学環境放射線保健科学部)
専門： 放射線生物学(日本原子力研究開発機構)
専門： 放射線防護
核種モニタリング
内部被ばく手法の開発(パーキンエルマージャパン・シニア研究員)
専門： ＩＣＰ質量分析
プラズマ発光663

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教育

２. 得られた成果と目標との関係性（当初想定通りの成果か目標を上回る成果か）（1）基盤教育◆放射線対策科学専修プログラム（37科目からなるパッケージ）◆放射線取扱主任者試験（国家資格）合格者

受講者数（延べ人数）

放射線科学（2017新設科目）
受講者数

2016

2894ー2016

2017

2933

232017

1

7

81（修）

10

11

第1種

第2種

合計

1

8

9

2018

2802

29

2018

2019

1726

12

2019

0

1

1

合 計

10355

64合 計

32629

※2019年度からカリキュラム変更※理工学類（学部）1学年 180名×4学年※数理情報，経営工学，生物環境，社会計画，心理・生理，機械，電気電子，物質科学，教員養成

7

想定通りの成果

目標を上回る成果

7

マルチフェーズ型人材育成と教育プログラムの実施（代表／再委託先）

専門教育（写真： ダメージ
ドDNA分析の実験指導）

基礎教育・共通教育（写真： 共生システム論）

学生への管理区域内での講習（写真：JAEA・原科研）

学生に対する前処理の講習（写真：化研）

講演会（写真；特別シンポジウム）

実務者教育（写真： 東京電力・東京パワーテクノロジー）

放射線障害防止法の講義（写真：放取対策：JAEA）

放射線科学の講義（写真：管理測定：JAEA）

学生へのクリーンルーム実習と同位体比分析の講習（写真：JAMSTEC・横須賀本部）884

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マルチフェーズ型人材育成と教育プログラムの実施（代表／再委託先）
福島高専

高専生との分析技術の合同セミナー（写真：福島大-福島高専-富山高専-民間企業）

パーキンエルマー

学生に対する質量分析装置の講習会・解体実習（写真：パーキンエルマー）

福島県環境創造センター

高専-福島大との共同教育プログラムのための事前学習（写真： 放射線計測とは）

高専-福島大との共同教育プログラムの実施（写真： 演示実験、放射線を見る）
学生に対するサンプリング講習（写真：福島県環境創造センター・三春）

学生に対する緊急時分析に関する考え方・コンタミ防止の実習（写真：福島県環境監視センター・オフサイトセンター/相馬） 99

福島県教育委員会

教育現場での放射線教育についての講演・研修会（写真：福島県教育庁）

サイクロトロンと医療におけるRI製薬製造の現場視察・説明（写真：福島県立医科大学）

サイクロトロンの学術利用（写真：東北大学）

海外の大学との教育の連携（英）海外研究機関での同位体比分析の研修・AMS実習（写真：SUERC・福島大）（米）

海外研究機関での吸着実験とα核種の取り扱い実習（写真：ネバダ州立大学・福島大）（米）

海外研究機関での実習と実験用原子炉体験（写真：コロラド州立大学・福島大）（独）

海外研究機関での学生受入（写真：ハノーバー大学・福島大）（英）

海外研究機関での教員・学生交流
MOU締結 （写真：グラスゴー大学・福島大）
10105

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民間企業による実践的人材育成 ／ 他のＰＪとの連携
基礎講座： 計測の基礎の基礎～皆さんは何をはかっていますか？その値は本当に大丈夫ですか？～(ザルトリウス社)
マイクロピペッターの原理と構成、使用方法に関する講習(メトラートレド社)
電子天秤の原理と構成、使用方法に関する講習(ジーエルサイエンス社)
分析カラム製造方法、評価、ならびにガラスの製造方法に関する講習・見学(堀場製作所社)
pHメータの原理と構成、使用方法に関する講習廃止措置に関する講義：

福島高専

原子炉実験所(福島高専・全国高専)
ハンフォードサイト視察・UCバークレー見学の共同実施（低学年 B3以下）(東京電力)
1F廃止措置の現状と分析における技術的困難に関する講演(京都大学原子炉実験所)
Sr-90 TIMS共同研究の締結
定期的情報共有

東京大学： 平田先生・松崎先生→質量分析

1111◆（単発の）教育プログラム
企画数および参加人数◆１F視察の参加人数

教育プログラム
企画数(高専生の数)

2015

11195 (49)

2016

33

2017
2018

参加人数

実施回数

参加人数

2015

ーー501 (34)2016

23535490 (33)

2017

240

28424 (18)

2018

347

2019

27438 (17)

2019

229

合 計

1342048 （151）

合 計

9151

※（単発の）教育プログラムは，複数日にわたるものも1回として数え，参加者もプログラムごとに数える。

※学生，職員を含む※学類（学部）の学生全員が参加（履修）する必須行事は除く。
※1年間の祝休日数 126日，労働日数(目安) 240日

目標を上回る成果

当初想定通りの成果

121262021/3/1◆卒論・修論で実施したテーマ数◆学会発表実績

廃炉人材育成プログラムに関連する研究室（9研究室）で実際に学生が関連するテーマを実施した件数

廃炉人材育成プログラムに関連する研究室における発表数

学会等での発表

テーマ数

学会誌・雑誌等での論文掲載

20162520164792017262017

5511201831201863102019

322019

64

8

合 計

114

合 計

22938

※学年の年次進行により重複あり。
※卒論・修論・博士の教務課提出のものを含む。

当初想定通りの成果

目標を上回る成果

13

13

研究２. 得られた成果と目標との関係性（当初想定通りの成果か目標を上回る成果か）(2)-①⾼周波誘導結合プラズマ質量分析（ICP-MS）に関する開発

14

147

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30分以内に安定した高感度分析
DL<1Bq/L（0.2ppq）
を自動分析。
どのような作業者が分析しても，安定した分析結果が出せること。
目標を上回る成果

４. 自動計算ソフトウェアの開発ならびに付帯装置の開発

15

純β線放出核種の多核種同時分析法の開発

目標を上回る成果

90Sr，129I を実証。

36Cl，99Tc も同時分析の可能性⼤。

16

168

2021/3/1◆研究に対する受賞・2016.6

福島⼤学「学⻑学術研究奨励賞」

・2018.6

新化学技術推進協会「新化学技術研究奨励賞ステップアップ賞」

・2018.12 ⽇本分析化学会東北⽀部
・2019.7
2019.9「平成30年度東北分析化学賞」

東京電⼒ホールディングス(株)感謝状

⽇本分析化学会・（⼀社）⽇本分析機器⼯業会「⽇本分析化学会先端分析技術賞・JAIMA機器開発賞」

・2020.4

⽂部科学省，⽂部科学⼤⾂表彰 科学技術賞（開発部⾨）

1717(2)-②表面電離型質量分析（TIMS）に関する開発当初の想定通り

18189

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アメリカ化学会

Analytical Chemistry 誌（2020）(impact factor 6.8)のCoverに採用

1919

RPQを付帯したTIMS

バックグラウンドノイズの抑制

1滴の試料水から90SrをSEM

検出下限値=0.294 Bq/L
で測定できる。

目標を上回る成果
20

20

10

2021/3/1(3)-① 放射線計測の迅速化研究

検出下限値（本法）30 mBq/L (試料水1L)
12時間（最大）検出下限値（公定法）
3 mBq/L (試料水100L)
2週間（最短）

逆転の発想：
90Srを沈殿させて放射平衡を待つのではなく，海水中ではすでに放射平衡に達しているので，90Yごと沈殿させる。

2121(4)-②吸着剤の開発

Sr選択吸着剤 SW-KAZLS
海⽔, 海塩成分混⼊⽔(SW-KAZLSによるSr捕集)Ca-Sr分離捕集原理
Ca, Mg排除

Sr

90Sr2+90Y3+SO42ClHCO3Ca2+90Sr

Sr

Mg2+

89Sr2+140Ba2+

90Y

89Sr

SW-KAZLS
0.4~1mmφ

Sr,Ba選択透過140Ba

Na+

内部

Sr吸着ゾーン

表⾯

Ca,Mg不透過膜

A型ゼオライト粉末をCa,Siを含む有機薄膜で内包

海⽔（Ca, Mgを多量に含むpH中性の溶液）から直接Srを捕集できる吸着剤は過去に無かった！
[特⻑]・KAZLS容積の100倍量の海⽔中Srを選択吸着
・pH3〜10の⾼塩⽔を直接通液可能2211

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３-１. 成果の新規性、革新性
教育 本課題で始めた企画を 学部の常設科⽬とした。
放射線専修プログラム，専⾨科⽬「放射線科学」，放射線取扱主任者資格取得のバックアップ体制
 ⺠間企業6社による講義（ボランティア）を恒例化（年間⾏事）とした。
メトラートレド，堀場製作所，オルガノ，ザルトリウス，パーキンエルマー，東京電⼒
 放射線に関する国内外の専⾨家（4名︓海外3名，国内2名）を客員教授として委嘱し，実質的に講義を担当している。
 海外の⼤学との連携講義（海外演習）を常設化した。
コロラド州⽴⼤学保健物理学科（無償・バーターによる）
 プログラム体験者のキャリアアップ

福島⾼専 ⇒ 福島⼤（編⼊・⼤学院）

23

23

３-２. 成果の新規性、革新性
研究  これまで公定法では２週間要していた90Sr分析を30分以内でICP-MS分
析法を開発した。

 開発した要素技術を組み合わせたICP-MS法は，⼈の⼿を介しない全⾃動分析で わずか50mLの試料⽔で 検出下限値0.3Bq/Lで分析できる⾰新的な⽅法である。
 専⾨知識を有しない技術者でも，計算結果など⼈為的ミスを少なくするため専⽤のソフトウェアを開発した。
 福島第⼀原⼦⼒発電所の複数の試料の分析へ実運⽤に移⾏できた。
 従来，測定できなかったβ線放出核種の多核種同時分析を実現した。
 1滴の試料⽔から90Sr分析を検出下限値1Bq/Lで分析できるTIMS法は，従来にない⾰新的な⼿法である。
 このTIMS法は，公定法やICP-MS法ならびにその他の⽅法とは異なる特徴を有する新しい分析法である。
 緊急時のための新しい放射線測定法（共沈グロスベータ法）を開発した。
 ICP－MSに適応できる新しい前処理法を開発した。

242412

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４. 研究の効果（東電１Ｆ廃炉への効果、原子力の基礎基盤の強化への効果、人材育成等を記載）

教育◆学生の活躍・受賞（研究を通した人材育成）

・H28年度 次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス(NDEC-2)最優秀ポスター賞
・H29年度 ⽇本分析化学会東北⽀部若⼿交流会 優秀ポスター賞（19件中4件）
・H29年度 みちのく分析科学シンポジウム 最優秀ポスター賞
・H29年度同位体⽐部会 ポスター発表賞
・7th Asia-Pacific Winter Conference on Plasma Spectrochemistry (APWC)
Analytical Sciences Young Scientist Presentation Award受賞
・H30年度第4回次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス（NDEC4）研究奨励賞
・令和元年度 福島研究開発部⾨成果報告会 ポスター発表 部⾨⻑賞2525

４. 研究の効果 つづき（東電１Ｆ廃炉への効果、原子力の基礎基盤の強化への効果、人材育成等を記載）◆廃炉関係研究室における主な就職先（大学院修了生）
就職先
H28年度

アサカ理研（２）、天栄村職員、明電舎、北芝電機、

H29年度

東京電⼒、昭和電線ホールディングス、テクノプロ、ラピスセミコンダクタ宮城

⽇本原⼦⼒研究開発機構、福島県
福島再⽣可能エネルギー研究所、⽇⽴パワーソリューションズ、住友重機械ファイン

H30年度

テック、旭ダイヤモンド⼯業、重松製作所、庄建技術、ＮＥＣプラットフォームズ、
東京電⼒、アジレント・テクノロジー、⽇⽴ハイテクサイエンス、⽇東紡績、⽇本⾮破壊検査、東芝エネルギーシステムズ

H31年度

アドバンテック、宮城県仙台市、⽇本原⼦⼒研究開発機構（２）、三菱マテリアル、伊勢半、福島県、⾼砂熱学⼯業

赤：エネルギー，原子力関係
緑：分析・化学関係
26

26

13

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研究1000mPhotograph was provided by TEPCO

Plant #1~4

Entrybuild.

Tank area for highly
contamination water
Aerial photograph ofnuclear power plant needto treat 50% white
hatching in Japanese law.

27277(3&2 ・)サイトへの適応【年現在】

難しさ ～ %T/
出典：東京電力ホールディングス（株）ホームページ

28

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つづき② 高濃度汚染水（滞留水）① タンク周り堰内の水



多検体
突発的事象
低濃度，稀に高濃度


高線量
常時高濃度

運用開始

運用開始

③ サブドレン水（浄化前）2020.2（運用待ち）

写真出典：東京電力ホールディングス（株）ホームページ

29

29

５. 今後の発展教育 放射線教育の常設科⽬の実施 ⺠間企業6社によるボランタリー講義の実施
 海外の⼤学との連携講義（海外演習）の継続。
コロラド州⽴⼤学，グラスゴー⼤学，ハノバー⼤学(独) ⾼専からのキャリアアップ（編⼊・⼤学院）の継続
 東京電⼒（包括協定），JAEA連携協定 ⇒ 研究教育連携

研究  ICP-MS分析法による１Ｆ試料の分析へ実運⽤の拡⼤（＜77％）

最⼤で1F分析総数の77％をICP-MS法に置き換えることができる⾒込み。今後，検証すると出来るようになりそうな試料（集⽔タンク試料【９％】・サブドレン浄化設備試料【４％】・ＳＡＲＲＹⅡ試料【２％】）︓計１５％。現在の分析処理能⼒62％
出来なさそうな試料（サブドレン浄化設備サンプルタンク試料，地下⽔バイパス⼀時貯留タンク試料，放出評価をしているフィルタ試料，安全協定に基づいた陸⼟・海⽔・海底⼟・海底沈積物，汚染⽔処理設備出⼝
試料，調査試料【排⽔路試料等】

 ICP-MSによるβ線放出核種の代替分析としての活⽤。
 他の通常炉の廃炉分析への展開。
 TIMS法は，作業員の緊急被ばく調査。
 TIMS法は，地下⽔への浸透（動的予測）に活⽤できる。

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