放射能測定法シリーズ12

プルトニウム分析法

平成 2 年改訂

文 部 科 学 省

目 次
第1章 序論第2幸 水試料
2．1 試薬、器具および装置

2．2 分析操作
第3章 灰試料

3．1 試薬、器具および装置
3．2 分析操作
第4章 土試料

4．1 試薬、器具および装置
4．2 分析操作
第5章 降下物
5．1試薬、器具および装置
5．2 分析操作
第6章 大気浮遊じん
6．1 試薬、器具および装置

6．2 分析操作
第7章 焼結プルトニウムを含む環境試料
7．1 試薬、器具および装置

7．2 分析操作
第8章 電着方法
8．1 試薬、器具および装置

8．2 電着操作
8．3 再電着操作

第9葦 放射能測定

9．1 計測装置
9．2 測定9．3 計算第10章 試薬の調製
10．1 放射能標準溶液10．2 試薬10．3 陰イオン交換樹脂カラムの調製（解説）〔解説・1〕 土壌試料の酸浸出法によるプルトニウムの抽出率について〔解説・2〕 土壌試料の加熱温度とプルトニウムの抽出率〔解説・3〕 電着方法について〔解説・4〕 測定時における安定元素および放射性核種の影響 一‥‥…＝〔解説・5〕 本分析法におけるTh、Uの除染係数（付録）〔付録・1〕 プルトニウム同位体の核データ〔付録・2〕 クロスチェックの結果〔付録・3〕 環境におけるプルトニウムのバックグラウンドレベル ー…− 63〔付録・4〕 プルトニウム分析法の流れ図〔付録・5〕 参考文献

588

第1章

序論

わが国における環境放射能調査は、当初核爆発実験による放射性降下物を主体として実施されてきた。現在では、原子力発電所、核燃料再処理施設等の原子力平和利用施設から排出される放射性核種の放射能レベルを把握する必要があり、各都道府県衛生研究所をはじめ、関連ある機関においてモニタリングが行われており、この目的に適した分析法マニ
ュアルの作成が望まれている。

従来の「プルトニウム分析法」は、昭和54年に発行されたものであるが、その後の分析手法および測定機器の進歩に伴い、これに対応するため、今回、改訂を行った。
本マニュアルは、超ウラン元素である 2∂8十240pu＊1の分析、測定法を定めたものである
が、23g＋240puと同時に238puを測定できる＊2。

本マニュアルの対象試料は、水試料、灰試料、土試料、降下物、大気浮遊じん、焼結プ
ルトニウムを含む環境試料である。

分析方法は、各対象試料に応じた前処理・濃縮を行ったのち、イオン交換法または溶媒抽出法を適用した化学分離を行い、プルトニウムを分離精製し、ステンレス鋼板上に電着して計測試料とする。計測試料について、シリコン半導体検出器によるα線スペクトル測定を行うことによりプルトニウムを定量する。

今回の改訂に当たっては、従来の濃縮・溶解、分離・精製、電着方法等の分析操作手順
および測定方法について改良を行った。また、プルトニウムの定量に使用する標準溶液＊3として236puの他に、より低エネルギー側にピークのある242puを追加し、さらにα線ス
ペクトロメトリーにおいては、計測時問を指定することによりデータの統一性をはかった。

＊1

239puと 240puはそれぞれの放出するα線のエネルギー（付録2参照）がほぼ等しく、通常のα線スペグトロメトリーだiナでは区別して定量できない。このため両核種の合計量として定量する方法がとられる。

＊2 液体シンチレーションカウンタにより 238pu＋239pu＋248puの合計として定量することができる。（科学技術庁：放射能測定法シリーズ23「液体のシンチレーションカウンタによる放射性核種分析法（平成2年）参照）＊3 プルトニウムは、核燃料物質として定義されており、量に関係なく「核原料物
質、核燃料物質および原子炉の規制に関する法律」により規制される。本法でトレーサ等の目的で使用する 242puまたは236pu・は、科学技術庁原子力安全局核燃料規制課に対して核燃料物質使用許可申請を行う必要がある。

−1−

また分析法の示す内容が理解できるように、新たに解説を設けた。本分析法によって実施した場合の供試量とその際の分析目標レベルを義一1に示す。なお、分析試料の採取ならびにその調製方法については、別に発行されている 「環境試料採取法」＊4によるものとする。

供試量と分析目標レベル

表−1

試 料 名
水 試 料
灰 試 料

供 試 量

2×10￣2 mBq／ゼ100ゼ（500g生〜1kg生）相当

4〜2

4×10

土 試 料

50g乾土

降 下 物

0．5m2、1箇月

大気浮遊じん

分析目標レベル＊104m3

4

mBq／kg生

mBq／kg乾土
mBq／m2

2×10￣4 mBq／m3‡計数効率：20％、測定時間：24時間、核種からのα線の全計数値が計数誤差の3倍とした場合■4 科学技術庁：放射能測定法シリーズ16 「環境試料採取法」（昭和58年）

−2−

第2章

水試料

試料は、陸水（湖沼水、河川水、水道水等）、海水等を対象とする。なお、降下物については第5章に記載する。

あらかじめ硝酸で酸性とした試料に鉄（Ⅲ）担体を加え、プルトニウムを水酸化鉄（Ⅲ）に共沈させその後、陰イオン交換またはTOA−キシレン抽出によりプルトニウムを分離，精製する。精製した試料中のプルトニウムを、ステンレス鋼板上に電着してα線計測用試料とし、シリコン半導体検出器によるα線スぺクトロメトリーによって定量する。なお、
放射能量と化学収率を求めるため、あらかじめ試料に242pu（または236pu）標準溶液を一定量加えておく。試料の化学分離から電着終了までに要する時間は、イオン交換法で約30時間、溶媒抽出法で約20時間である。供試量100ゼで本法を実施した場合、分析目標レベル
は2×10￣2mBq／ゼである。

2．1 試薬、器具および装置
2．1．1試 薬（1）標準溶液および担体溶液

242puまたは236pu標準溶硬（0．02Bq／mC）
鉄（Ⅲ）担体溶液（50mgFe3＋／粛）（2）酸

硝酸，硝酸（3＋2）

塩酸，塩酸（5＋1）
過酸化水素水（30％）
過塩素酸（70％）（3）塩基アンモニア水−3−

（4）有機試薬

キシレン

TOA（トリーn−オクチルアミン）−キシレン溶液（10W／V％）（5）混合溶液

ヨウ化アンモニウム溶液（5W／V％）一塩酸 混液〔29＋71〕（6）指示薬フェノールフタレインーエチルアルコール溶液（0．5W／V％）（7）陰イオン交換樹脂＊1

Dowex⑬仁Ⅹ8（100〜200mesh）

2．1．2 器 具
ポリエチレン製容器（容量100ゼ用）
分離型フィルタ

分液漏斗（100〜500mのイオン交換樹脂カラム（内径10〜15mm、高さ10〜15cm）

2．1．3 装 置
遠心分離器

アスビレータ振とう器＊1

陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製を参照−4−

2．2 分析操作
2．2，1試料の前処理（1き あらかじめ硝酸酸性とした試料100ゼをポリエチレン製容器（容量100ゼ）にはかり取り＊2、鉄（Ⅲ）担体溶液（50mgFe3＋／適）50粛を撹絆しながら加える。

ほ）242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／撼）を正確に加え、よく撹絆した後、1時間以上放置する。
ほ）フェノールブタレイン】エチルアルコール溶液（0．5W／闊）2粛を加且る。

横枠しながら、試料水が赤色を呈するまでアンモニア水を加える。

潮 水酸化鉄（Ⅲ）の沈殿が沈降するまで放置した後、傾斜法により上澄み液を捨て、沈殿を残液と共に5ゼビ…カに移し、静置する。
そ5き 上澄み液を捨て、沈殿を残液とともに1磨または2眉ビーカに移し、加熱して沈殿を熟成する。
㈲ 放冷後、上澄み液を捨て、沈殿を残液と共に遠沈菅に移し、3000rpmで約10分速心分離を行い、上澄み液を捨てる。
（7）硝酸（3＋2）100mgを沈殿に加え、加熱溶解する。
（8）温かいうちに、ガラス繊維ろ紙（GA−100）で吸引ろ過する。ろ紙上の残留物
ほ、少量の温硝酸（3†2）で洗浄する＊3。

（9）ろ液と洗液を合わせ、シロップ状になるまで加熱濃縮する＊4。

＊2 試料が著しく濁っている場合には、ろ紙（5種Å）でろ過し、ろ液について分析を行う。
＊3 冷えるとプルトニウムが不溶性ケイ酸塩等に取り込まれ、化学収率が悪くなることがある。ろ過時には硝酸の飛散に注意する。
＊4 乾固するとプルトニウムが不溶性ケイ酸塩等に取り込まれ、化学収率が悪くなることがある。

ー5−璽18〉 濃縮した溶液が温かいうちに、硝酸（3†2）100粛と過酸化水素水1適を加え加熱する＊5。 発泡がなくなるまで充分加熱し、過酸化水素を分解する＊6。
削）放冷後、不溶物があればガラス繊維ろ紙（GÅ−100）で吸引ろ過し、ろ液は300遜ビーカに受ける。残漆は、少量の硝酸（3†2）で洗浄し、洗液はろ液に合わせる。

2．2．2 プルトニウムの分離
A．陰イオン交換法（1）2．2．1腑で得られた試料溶液を、硝酸系陰イオン交換樹脂カラム（Dowex野1−
Ⅹ8，100〜200mesh，樹脂高7cm）＊7に毎分2感以下の流速で流し、硝酸（3十2）120mgで洗浄する。

（2）塩酸（5＋1）300粛でカラムを洗浄する。
（3き ヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 50遜でプルトニウムを溶離する。毎分1適以下の流速で20適流した後、コックを止めて30分〜60分放置＊8し、さらに30mg流す。

棚 溶出液を蒸発乾固し、硝酸5感と過塩素酸1感で乾固物を加熱溶解後、過塩
素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し＊9、電着用試料とする。
（5）第8葦 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測試料を作製する。

＊5 過酸化水素水でプルトニウムをPu（Ⅳ）にそろえる。

＊6 過酸化水素の分解が不充分であると、プルトニウムの分離が不完全となり、化学収率が悪くなる。

＊7 陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製 を参照＊8 pu（Ⅳ）をPu（Ⅲ）に還元するための時間である。
（1）〜（3）は連続しておこなう。

＊9 乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1適と過酸化水素水数滴を加え、乾回
する。

−6−

B．TOA−キシレン抽出法（1）2．2．1（11）で得られた試料溶液を、その量に応じて200〜500mβの分液漏斗に移す。TOA−キシレン溶液（10W／V％）50mgを加え、2〜3分間振り混ぜ、プ
ルトニウムを有機層に抽出する。

（2）水層は別の分液漏斗に移し、TOA−キシレン溶液 30mgを加え2〜3分振り混ぜる。有機層は、（1）で得られた有機層に合わせる。

（3）有機層に硝酸（3＋2）100mgを加え2〜3分振り混ぜ、有機層を洗浄する。
（4）有機層をさらに硝酸（3†2）100mgで1回、塩酸（5＋1）100mgで2回洗浄する。
洗液は捨てる。
（5）有機層にヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 40粛を加え、2〜3分間振り混ぜ、プルトニウムを水層に逆抽出し、水屑を別の分液漏斗に移す。この操作をもう一度繰り返し、水屑を合わせる。
（6）水層にキシレン 30粛を加え2〜3分間振り混ぜ、洗浄する。
（7）水層はビーカに受け蒸発乾固する。放冷後、硝酸5粛と過塩素酸数滴を加え、乾固物を加熱溶解後、過塩素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し＊10、
電着用試料とする。

（8）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測用試料を作製する。

＝0乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1mgと過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

ー7−

第 3 章灰試料

穀類、野菜類、茶、牛乳、牧草、淡水産生物、日常食、海産生物等を1050cで乾燥後、450℃で24時間灰化したものを対象とする。

試料を硝酸に溶解した後、陰イオン交換またはTOA−キシレン抽出によりプルトニウ
ムを分離，精製する。精製した試料中のプルトニウムを、ステンレス鋼板上に電着してα線計測用試料とし、シリコン半導体検出器によるα線スペクトロメトリーによって定量する。なお、放射能量と化学収率を求めるため、あらかじめ試料に242pu（または236pu）標準
溶液を一定量加えておく。試料の化学分離から電着終了までに要する時間は、イオン交換法で約30時間、溶媒抽出−イオン交換法で約20時間である。また供試量500g生〜1kg生で本法を実施した場合、分析目標レベルは（4〜2）mBq／kg生である。

3．1 試薬、器具および装置
3．1．1試 薬（1）標準溶液および担体溶液

242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）（2）酸

硝酸，硝酸（3＋2）
塩酸，塩酸（5＋1）
過酸化水素水（30％）
過塩素酸（70％）（3）有機試薬

キシレン

TOA（トリーIl−オクチルアミン）−キシレン溶液（10W／V％）

ー8−

（4）混合溶液

ヨウ化アンモニウム溶液（5W／V％）一塩酸 混液〔29＋71〕（5）陰イオン交換樹脂＊1

Dowex⑬1−Ⅹ8（100〜200mesh）

3．1．2 器 具
分離型フィルタ
分液漏斗（100〜500mβ）

イオン交換樹脂カラム（内径10〜15mm、高さ10〜15cm）

3．1．3 装 置
遠心分離器

アスビレータ振とう器

3．2 分析操作
3．2．1試料の前処理（1）灰試料を1ゼビーカに量り取り＊2少量の水で湿す。

（2） 242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）2mCを正確に加える。
（3）硝酸50mβを発泡に注意しながら徐々に加え、時計皿をしてホットプレート

上または砂浴上で蒸発乾固する。

＊1陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製を参照＊2 供試量の目安としては、灰分率が4％未満の試料は生500g〜1kg相当の灰を、4％以上の試料は灰20gとする。

ー9−

（4）乾固物に過酸化水素水10mβを発泡に注意しながら徐々に加え＊3、有機物を分解する。蒸発乾固直前に、硝酸を加え蒸発乾固する。試料が白色になるまで
この操作を繰り返す＊4。
（5） 乾固物に硝酸（3＋2）150mgを加え、加熱溶解する。放冷後、ガラス繊維ろ紙（GA−100）で吸引ろ過し、ろ液は300mgビーカに受ける。少量の硝酸（3＋2）で洗浄し、洗液はろ液に合わせる。

3．2．2 プルトニウムの分離
A．陰イオン交換法（1）3．2．1（5）で得られた試料溶液を、硝酸系陰イオン交換樹脂カラム（Dowex砂卜
Ⅹ8，100〜200mesh，樹脂高7cm）＊5に毎分2mC以下の流速で流し、硝酸（3＋2）
120mβで洗浄する。

（2）塩酸（5＋1）300粛でカラムを洗浄する。
（3）ヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 50mβでプルトニウムを溶離する。毎分1mβ以下の流速で20mβ流した後、コックを止めて30分〜60分放置＊6し、さらに30mg流す。

（4）溶出液を蒸発乾固し、硝酸5mgと過塩素酸1撼で乾固物を加熱溶解後、過塩
素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し＊7、電着用試料とする。
（5）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測試料を作製する。

＊3 過酸化水素水でプルトニウムをPu（Ⅳ）にそろえる。
＊4 米、茶等は紫色になることもある。

＊5 陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製 を参照
Pu（Ⅳ）をPu（Ⅲ）に還元するための時間である。
＊6（1）〜（3）は連続しておこなう。

＊7 乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1mgと過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

ー10−

B．TOA−キシレン抽出法（1）3．2．1（5）で得られた試料溶液を、その量に応じて200〜500mgの分液漏斗に移す。TOA−キシレン溶液（10W／V％）50〝諺を加え2〜3分間振り混ぜ、プルトニウムを有機層に抽出する。

（2）水屑は別の分液漏斗に移し、TOA−キシレン溶液 30mβを加え、2〜3分
振り混ぜる。有機層は、（1）で得られた有機層に合わせる。
（3）有機層に硝酸（3＋2）100〝諺を加え2〜3分振り混ぜ、有機層を洗浄する。
（4）有機層をさらに硝酸（3＋2）100粛で1回、塩酸（5＋1）100mβで2回洗浄する。
洗液は捨てる。
（5）有機層にヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 40mgを加え、2〜3分間振り混ぜ、プルトニウムを水層に逆抽出し、水層を別の分液漏斗に移す。この操作をもう一度繰り返し、水層を合わせる。
（6）水層にキシレン 30mgを加え2〜3分間振り混ぜ、洗浄する。
（7）水屑はビーカに受け蒸発乾回する。放冷後、硝酸5mβと過塩素酸数滴を加え、乾固物を加熱溶解後、過塩素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し＊8、電着用試料とする。
（8）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測用試料を作製する。

＊8 乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1粛と過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

−11−

第 4 章 土試料
土試料は、土壌、河底土、湖底土、海底土等である。ただし、焼結プルトニウムを含む試料については第7章による。

試料は電気炉を使用し5000cで4時間加熱した後、硝酸で煮沸浸出する。その後、陰イ
オン交換またはTOA−キシレン抽出によりプルトニウムを分離、精製する。精製した試料中のプルトニウムは、ステンレス鋼板上に電着してα線計測用試料とし、シリコン半導体検出器によるα線スぺクトロメトリーによって定量する。なお、放射能量と化学収率を求めるため、あらかじめ試料に242pu（または236pu）標準溶液を一定量加えておく。

試料の化学分離から電着終了までに要する時間は、イオン交換法で約40時間、溶媒抽出−イオン交換法で約30時間である。また供試量50g乾土で本法を実施した場合、分析目標
レベルは40mBq／kg乾土である。

4．1 試薬、器具および装置
4．1．1試 薬（1）標準溶液および担体溶液

242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）（2）酸

硝酸，硝酸（3＋2）
塩酸，塩酸（5＋1）
過酸化水素水（30％）
過塩素酸（70％）（3）有機試薬
オクチルアルコール

キシレン

TOA（トリーn−オクチルアミン）−キシレン溶液（10W／V％）−12−

（4）混合溶液

ヨウ化アンモニウム溶液（5W／V％）一塩酸 混液〔29＋71〕（5）陰イオン交換樹脂＊1

Dowex⑬トⅩ8（100〜200mesh）

4．1．2 器 具
磁製皿（外径12cm）
分離型フィルタ
分液漏斗（100〜500mg）

イオン交換樹脂カラム（内径10〜15mm、高さ10〜15cm）

4．1．3 装 置
遠心分離器

アスビレータ
振とう器
電気炉＊1陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製を参照

ー13−

4．2 分析操作
4．2．1試料の分解（1）乾燥紳士50gを磁製皿（外径12cm）に量り取り、電気炉に入れて5000cで約4時間加熱し、有機物を分解する＊2。

（2）放冷後、1Pビーカに移し242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）2mC
を正確に加える。

（3）硝酸（3＋2）約250mβを発泡に注意しながら徐々に加える。発泡が激しくビー
カからあふれる恐れがある場合は、オクチルアルコール数滴を加える。
（4）時計皿をしてホットプレート上または砂浴上で、ときどき攫拝しながら2時
間煮沸する。
（5）温いうちに、ガラス繊維ろ紙（GA−100）で吸引ろ過する。ろ紙上の残留物は、少量の硝酸（3＋2）で洗浄する＊3。
（6）ろ液と洗液を合わせ、シロップ状になるまで加熱濃縮する●4。
（7）濃縮した溶液が温かいうちに、硝酸（3＋2）100mgと過酸化水素水1mgを加えて加熱する＊5。発泡がなくなるまで充分加熱し、過酸化水素を分解する＊6。
（8）放冷後、不溶物があればガラス繊維ろ紙（GA−100）で吸引ろ過し、ろ液は500mgビーカに受ける。少量の硝酸（3＋2）で洗浄し、洗液はろ液に合わせる。

＊2 解説2「土壌試料の加熱温度とプルトニウムの抽出率」を参照。
■3 冷えるとプルトニウムが不溶性ケイ酸塩等に取り込まれ、化学収率が悪くなることがある。ろ過時には硝酸の飛散に注意する。
■4 乾固するとプルトニウムが不溶性ケイ酸塩等に取り込まれ、化学収率が悪くなることがある。

＊5 過酸化水素水でプルトニウムをPu（Ⅳ）にそろえる。
＊6 過酸化水素の分解が不充分であると、以後のイオン交換樹脂カラムによるプルト
ニウムの分離が不完全となり、化学収率が悪くなる。

ー14−

4．2．2 プルトニウムの分離
A．陰イオン交換法（1）4．2．1（8）で得られた試料溶液を、硝酸系陰イオン交換樹脂カラム（Dowex⑬ト
Ⅹ8，100〜200mesh，樹脂高7cm）＊7に毎分2mC以下の流速で流し、硝酸（3＋2）
120mgで洗浄する。
（2）塩酸（5＋1）300mgでカラムを洗浄する。
（3）ヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 50粛でプルトニウムを溶離する。毎分1mg以下の流速で20撼流した後、コックを止めて30分〜60分放置＊8し、さらに30mβ流す。
（4）溶出液を蒸発乾固し、硝酸5mgと過塩素酸1mgで乾固物を加熱溶解後、過塩
素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾回し＊9、電着用試料とする。
（5）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測試料を作製する。

＊7 陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製 を参照。
＊8 pu（IV）をPu（III）に還元するための時間である。
（1）〜（3）は連続しておこなう。
＊9 乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1mβと過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

−15−

B．TOA−キシレン抽出法（1）4．2．1（8）で得られた試料溶液を、その量に応じて200〜500mβの分液漏斗に移す。TOA−キシレン溶液（10W／V％）50mgを加え2〜3分間振り混ぜ、プルトニウムを有機層に抽出する。

（2）水層は別の分液漏斗に移し、TOA−キシレン溶液 30mβを加え、2〜3分
振り混ぜる。有機層は、（1）で得られた有機層に合わせる。
（3）有機層に硝酸（3＋2）100粛を加え2〜3分振り混ぜ、有機層を洗浄する。
（4）有機層をさらに硝酸（3＋2）100mgで1回、塩酸（5†1）100撼で2回洗浄する。
洗液は捨てる。
（5）有機層にヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 40〟を加え、2〜3分間振り混ぜ、プルトニウムを水層に逆抽出し、水屑を別の分液漏斗に移す。この操作をもう一度繰り返し、水層を合わせる。
（6）水屑にキシレン 30mβを加え2〜3分間振り混ぜ、洗浄する。
（7）水層はビーカに受け蒸発乾固する。放冷後、硝酸5撼と過塩素酸数滴を加え、乾固物を加熱溶解後、過塩素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し■10、
電着用試料とする。
（8）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測用試料を作製する。

■10乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1mgと過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

−16−

第 5 章 降下物
降下物試料は、水盤に捕集された大気浮遊じんと降水である。
水盤に溜まった水の量が10ゼ程度までの試料には蒸発濃縮法が簡便であるが、試料水が10ゼ以上の場合には水酸化鉄（Ⅲ）共沈法が適している。
降下物を蒸発濃縮法または水酸化鉄（Ⅲ）共沈法により濃縮した後、硝酸酸性溶液とし、陰イオン交換またはTOA−キシレン抽出によりプルトニウムを分離，精製する。精製した試料中のプルトニウムを、ステンレス鋼板上に電着してα線計測用試料とし、シリコン
半導体検出器によるα線スぺクトロメトリーによって定量する。なお、放射能量と化学収率を求めるため、あらかじめ試料に242pu（または236pu）標準溶液を一定量加えておく。試料の化学分離から電着終了までに要する時間は、イオン交換法で約40時間、溶媒抽出−イオン交換法で約30時間である。また受水面積0．5m2で1ヵ月間の降下量を供試量として本法を実施した場合、分析目標レベルは4mBq／m2である。

5．1 試薬、器具および装置

5．1．1試 薬（1）標準溶液および担体溶液

242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）
鉄（Ⅲ）担体溶液（50mgFe3＋／撼）（2）酸

硝酸，硝酸（3＋2）
塩酸，塩酸（5＋1）
過酸化水素水（30％）
過塩素酸（70％）−17−（3）塩基アンモニア水（4）有機試薬

キシレン

TOA（トリーn−オクチルアミン）−キシレン溶液（10W／V％）（5）混合溶液

ヨウ化アンモニウム溶液（5W／V％）一塩酸 混液〔29＋71〕（6）指示薬フェノールフクレインーエチルアルコール溶液（0．5W／V％）（7）陰イオン交換樹脂＊1

Dowex咽1−Ⅹ8（100〜200mesh）

5．1．2 器 具
ポリエチレン製容器（容量100ゼ）分離型フィルタ
分液漏斗（100〜500粛）

イオン交換樹脂カラム（内径10〜15mm、高さ10〜15cm）

5．1．3 装 置
遠心分離器

アスビレータ振とう器＊1陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製を参照

ー18−

5．2 分析操作
降下物中のプルトニウムをあらかじめ濃縮するために、蒸発濃縮法または水酸化鉄（Ⅲ）共沈法を行ってからプルトニウムを分離，精製する。
5．2．1試料の濃縮、分解
A．蒸発濃縮法（1）採取した降下物、試料全量を、その量に応じたビーカに移す。硝酸を試料水
1ゼ当たり1mgの割合で試料に加え撹拝する。

（2） 242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）2mCを正確に加え、よく撹拝する。
（3）試料が5ゼ以下の場合はそのまま、5ゼ以上の場合は5ゼビーカに順次入れ、ガスコンロまたはホットプレート上で蒸発濃縮する。

（4）濃縮した試料は500mβビーカに移し、硝酸50mβを加えホットプレート上または砂浴上で蒸発乾固する。
（5）乾固物に過塩素酸10mgを発泡に注意しながら徐々に加え、有機物を分解する。蒸発乾固直前に、硝酸を加え、蒸発乾固する。
（6）放冷後、硝酸（3＋2）100mβと過酸化水素水1粛を加え＊2、時計皿をしてホットプレート上で加熱溶解し過酸化水素を分解する＊3。
（7）放冷後、不溶物があればガラス繊維ろ紙（GA−100）で吸引ろ過し、ろ液は300mgビーカに受ける。少量の硝酸（3＋2）で洗浄し、洗液はろ液に合わせ、プ
ルトニウム分析用試料とする。

＊2 過酸化水素水でプルトニウムをPtl（Ⅳ）にそろえる。
＊3 過酸化水素の分解が不充分だと、プルトニウムの分離が不完全となり、化学収率が悪くなる。

−19−

B．水酸化鉄（Ⅲ）共沈法（1）採取した降下物、試料全量を、その量に応じたポリエチレン製容器に移す。
硝酸を試料水1ゼ当たり1mgの割合で試料に加え、撹拝する。
（2）242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）2mCを正確に加え、よく撹拝する。

（3）鉄（Ⅲ）担体溶液（50mgFe3＋／mC）を試料水1R当たり0．2mCの割合で加え、撹拝した後、1時間以上放置する。
（4）フェノールフクレインーエチルアルコール溶液（0．5W／V％）2mgを加え、撹拝しながら、試料水が赤色を呈するまでアンモニア水を加える。

（5）水酸化鉄（Ⅲ）の沈殿が沈降するまで放置した後、上澄み液を捨て、沈殿を残液と共に5ゼビーカに移し、静置する。

（6）上澄み液を捨て、沈殿を残液とともに1ゼまたは2ゼビーカに移し、加熱して沈殿を熟成する。
（7）放冷後、上澄み液を捨て、沈殿を残液と共に遠沈管に移し、3000rpmで約10分遠心分離を行い、上澄み液を捨てる。

（8）沈殿に硝酸を加え加熱溶解後、蒸発乾固する。
（9）放冷後、硝酸（3＋2）10mgと過酸化水素水10mβを発泡に注意しながら徐々に
加え＊4、有機物を分解する。蒸発乾固直前に、硝酸を加え蒸発乾固する。
（10）放冷後、硝酸（3＋2）100〝諺を加え、時計皿をしてホットプレート上で加熱溶解する。

㈹ 放冷後、不溶物があればガラス繊維ろ紙（GA−100）で吸引ろ過し、ろ液は300mgビーカに受ける。ろ紙上の残留物は、少量の硝酸（3＋2）で洗浄し、洗液はろ液に合わせ、プルトニウム分析用試料とする。

＊4 過酸化水素水でプルトニウムをPtl（Ⅳ）にそろえる。

ー20一5．2．2 プルトニウムの分離

A．陰イオン交換法（1）5．2．1A（7）または5．2．1BqO）で得られた試料溶液を、硝酸系陰イオン交換樹

脂カラム（Dowex⑳1−Ⅹ8，100〜200mesh，樹脂高7cm）＊5に毎分2mC以下の流速で流し、硝酸（3＋2）120mgで洗浄する。
（2）塩酸（5＋1）300〝諺でカラムを洗浄する。

（3）ヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 50mgでプルトニウムを溶離する。毎分1mg以下の流速で20適流した後、コックを止めて30分〜60分放置♯6し、さらに30〝諺流す。

（4）溶出液を蒸発乾固し、硝酸5舶と過塩素酸1mgで乾固物を加熱溶解後、過塩
素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し＊7、電着用試料とする。
（5）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測試料を作製する。

＊5 陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製 を参照＊6 pu（Ⅳ）をPu（Ⅲ）に還元するための時間である。
（1）〜（3）は連続しておこなう。

＊7 乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1mgと過酸化水素水数滴を加え、乾
回する。

−21−

B．TOA−キシレン抽出法（1）5．2．1A（7）または5．2．1B（10）で得られた試料溶液を、その量に応じて200〜

500mgの分液漏斗に移す。TOA−キシレン溶液（10W／V％）50mβを加え2〜3
分間振り混ぜ、プルトニウムを有機層に抽出する。

（2）水層は別の分液漏斗に移し、TOA−キシレン溶液 30わ戒を加え、2〜3分
振り混ぜる。有機層は、（1）で得られた有機層に合わせる。
（3）有機層に硝酸（3＋2）100粛を加え2〜3分振り混ぜ、有機層を洗浄する。
（4）有機層をさらに硝酸（3＋2）100撼で1回、塩酸（5＋1）100mβで2回洗浄する。
洗液は捨てる。
（5）有機層にヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 40撼を加え、2〜3分間振り混ぜ、プルトニウムを水層に逆抽出し、水層を別の分液漏斗に移す。この操作をもう一度繰り返し、水層を合わせる。
（6）水層にキシレン 30mβを加え2〜3分間振り混ぜ、洗浄する。
（7）水屑はビーカに受け蒸発乾固する。放冷後、硝酸5mgと過塩素酸数滴を加え乾固物を加熱溶解後、過塩素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し■8、電着用試料とする。
（8）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測用試料を作製する。

＊8 乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1mgと過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

−22−

第6章

大気浮遊じん

固定ろ紙または連続移動ろ紙で集じんした大気中の浮遊じんを対象試料とする。ただし、焼結プルトニウムを含む試料については第7章による。
試料は電気炉を使用し4500cで24時間加熱した後、硝酸で浸出する。その後、陰イオン
交換またはTOA−キシレン抽出によりプルトニウムを分離，精製する。精製した試料中のプルトニウムを、ステンレス鋼板上に電着してα線計測用試料とし、シリコン半導体検出器によるα線スぺクトロメトリーによって定量する。なお、放射能量と化学収率を求めるため、あらかじめ試料に242pu（または236pu）標準溶液を一定量加えておく。試料の化学分離から電着終了までに要する時間は、陰イオン交換法で約50時間、溶媒抽出法で約30時間である。また空気乗じん量104m3で本法を実施した場合、分析目標レベルは2×10￣4
m的／m3である。

6．1 試薬、器具および装置
6．1．1試 薬（1）標準溶液および担体溶液

242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）（2）酸

硝酸，硝酸（3†2）
塩酸，塩酸（5＋1）
過酸化水素水（30％）
過塩素酸（70％）（3）有機試薬
キシレン

TOA（トリーn−オクチルアミン）−キシレン溶液（10W／V％）（4）混合溶液

ヨウ化アンモニウム溶液（珊／V％）一塩酸 混液〔29＋71〕−23−

（5）陰イオン交換樹脂＊1

D珊eX⑬1−Ⅹ8（100〜200mesh）

6．1．2 器 具
分離型フィルタ
分液漏斗（100〜500mβ）

イオン交換樹脂カラム（内径10〜15mm、高さ10〜15cm）

6．1．3 装 置
遠心分離器

アスビレータ振とう器＊1

陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10葦 試薬の調製を参照−24−

6．2 分析操作
6．2．1試料の分解（1）試料＊2を2〜3Pビーカに入れ、242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）
2mgを正確に加える。
（2）ろ紙の量に従って硝酸（3＋2）1〜1．5 ゼを加え、時計皿をしてホットプレー

ト上または砂浴上で、突沸しないように注意しながら3時間煮沸する。
（3）温かいうちに、ガラス繊維ろ紙（GA 100）で吸引ろ過し、ろ液は3ゼビーカに受ける。ろ紙上の残留物は、少量の硝酸（3＋2）で洗浄し♯4、洗液はろ液に合わせる。

（4）浸出残溶をろ紙ごともとのビーカに戻し硝酸（3＋2）を加え、時計皿をしてホットプレート上または砂浴上で、突沸しないように注意しながら、再度、3時間加熱浸出する。
（5）温かいうちに、ガラス繊維ろ紙（GA−100）で吸引ろ過する。ろ紙上の残留物
は、少量の硝酸（3＋2）で洗浄する＊3。
（6）ろ液と洗液を合わせ、シロップ状になるまで加熱濃縮する。

（7）濃縮した溶液が温かいうちに、硝酸（3＋2）100mgと過酸化水素水1粛を加えて加熱する＊4。発砲がなくなるまで充分加熱し、過酸化水素を分解する＊5。
（8）放冷後、不溶物があればガラス繊維ろ紙（GA−100）で吸引ろ過し、ろ液は500mgビーカに受ける。少量の硝酸（3＋2）で洗浄し、洗液はろ液に合わせ、プ
ルトニウム分析用試料とする。

＊2 浮遊じん挨を捕集した固定ろ紙または連続移動ろ紙は、電気炉を使用し450℃で24時間加熱して分析試料とする。高温にすると焼結プルトニウムになる恐れがある。
ろ紙はセルロース・ガラス繊維系ろ紙（HE−−40T）等がある。

＊3 冷えるとプルトニウムが不溶性ケイ酸塩等に取り込まれ、化学収率が悪くなることがある。ろ過時には硝酸の飛散に注意する。

＊4 過酸化水素水でプルトニウムをPし1（Ⅳ）にそろえる。
＊5 過酸化水素の分解が不充分であると、プルトニウムの分離が不完全となり、化学収率が悪くなる。

−25−

6．2．2 プルトニウムの分離
A．陰イオン交換法（1）6．2．1（8）で得られた試料溶液を、硝酸系陰イオン交換樹脂カラム（Dowex㊥ト
Ⅹ8，100〜200mesh，樹脂高7cm）＊8に毎分2mC以下の流速で流し、硝酸（3＋2）
120mgで洗浄する。
（2）塩酸（5＋1）300mgでカラムを洗浄する。
（3）ヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 50mgでプルトニウムを溶離する。毎分1mg以下の流速で20mg流した後、コックを止めて30分〜60分放置＊7し、さらに30mg流す。
（4）溶出液を蒸発乾固し、硝酸5mgと過塩素酸1mgで乾固物を加熱溶解後、過塩
素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し＊8、電着用試料とする。
（5）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測試料を作製する。

＊6 陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製 を参照＊7 pu（Ⅳ）をPu（Ⅲ）に還元するための時間である。
（1）〜（3）は連続しておこなう。
＊8

乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1mgと過酸化水素水数滴を加え、乾
回する。

ー26−

B．TOA−キシレン抽出法（1）6．2．1（8）で得られた、試料溶液を、その量に応じて200〜500mgの分液漏斗に移す。TOA−キシレン溶液（10W／V％）50mgを加え2〜3分間振り混ぜ、プ
ルトニウムを有機層に抽出する。

（2）水屑は別の分液漏斗に移し、TOA−キシレン溶液 30mgを加え、2〜3分
振り混ぜる。有機層は、（1）で得られた有機層に合わせる。
（3）有機層に硝酸（3＋2）100舶を加え2〜3分振り混ぜ、有機層を洗浄する。
有機層をさらに硝酸（3＋2）100粛で1回、塩酸（5＋1）100mgで2回洗浄する。
洗液は捨てる。
（5）有機層にヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 40mβを加え、2〜3分間振り混ぜ、プルトニウムを水層に逆抽出し、水層を別の分液漏斗に移す。この操作をもう一度繰り返し、水屑を合わせる。
（6）水層にキシレン 30粛を加え2〜3分間振り混ぜ、洗浄する。
（7）水層はビーカに受け蒸発乾固する。放冷後、硝酸5mgと過塩素酸数滴を加え、乾固物を加熱溶解後、過塩素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し＊9、電着用試料とする。
（8）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測用試料を作製する。

＊9 乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1mgと過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

−27−

焼結プルトニウムを含む環境試料

第7章

高温加熱されたプルトニウム（焼結プルトニウム）が含まれる試料は、硝酸のみによる溶出方法では充分プルトニウムを溶出させることができない。このため、硝酸−フッ化水
素酸混合溶液と硝酸で煮沸浸出し、陰イオン交換またはTOA−キシレン抽出によりプルトニウムを分離，精製する。精製した試料中のプルトニウムを、ステンレス鋼板上に電着してα線計測用試料とし、シリコン半導体検出器によるα線スぺクトロメトリーによって定量する。なお、放射能量と化学収率を求めるため、あらかじめ試料に242pu（または236pu）標準溶液を一定量加えておく。試料の化学分離から電着終了までに要する時間は、
イオン交換法で約50時間、溶媒抽出−イオン交換法で約40時間である。また供試量20g乾土で本法を実施した場合、分析目標レベルは0．1Bq／kg乾土である。
この章では、土試料を対象としているが、焼結プルトニウムを含む恐れのあるその他の環境試料にも適当な前処理をほどこした後、適用できる。

7．1 試薬、器具および装置
7．1．1試 薬（1）標準溶液および担体溶液

242puまたは236pu標準溶液（0．02Bq／mC）（2）酸

硝酸，硝酸（3＋2）
塩酸，塩酸（5＋1）
10M硝酸−0．1Mフッ化水素酸混液
過酸化水素水（30％）
過塩素酸（70％）（5）有機試薬

キシレン

TOA（トリーn−オクチルアミン）−キシレン溶液（10W／V％）−28−

（6）混合溶液

ヨウ化アンモニウム溶液（5W／V％）一塩酸 混液〔29＋71〕（7）陰イオン交換樹脂＊1

Dowex⑬1−Ⅹ8（100〜200mesh）

7．1．2 器 具
磁製血容器（直径12cm）
テフロンビーカ（200mg）
分離型フィルタ
分液漏斗（100〜500撼）

イオン交換樹脂カラム（内径10〜15mm、高さ10〜15cm）

7．1．3 装 置
遠心分離器
アスビレータ
振とう器
電気炉＊1陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製を参照−29−

7．2 分析操作
7．2．1試料の前処理（1）乾燥細土20gを磁製皿（直径12cm）にはかり取り、電気炉に入れ500℃で約4時間加熱し、有機物を充分に分解する。
（2）放冷後、200mCテフロンビーカに移し、242puまたは236pu標準溶液（0．028q／粛）2mgを正確に加える。
（3）10M硝酸−0．1Mフッ化水素酸混液50mgを発泡に注意して、撹拝しながら徐々に加える。

（4）テフロン製時計皿をしてホットプレート上で、ときどき撹拝しながら2時間煮沸する。

（5）放冷後、試料を不溶物と共に遠沈管に移し3000rpmで約10分遠心分離を行い、上澄み液を500mβビーカに移す。

（6）遠沈管の不溶物を硝酸−フッ化水素酸混合溶液50〟を用いてもとのテフロ
ンビーカに移し、テフロン製時計皿をしてホットプレート上で1時間煮沸する。

（7）放冷後、先の遠沈管を用いて同様に遠心分離し、上澄み液は先の上澄み液に合わせる。
（8）遠沈管の不溶物を硝酸（3＋2）50粛を用いてもとのテフロンビーカに移しテ

フロン製時計皿をしてホットプレート上で1時間煮沸する。
（9）放冷後、先の遠沈管を用いて同様に遠心分離し、上澄み液は先の上澄み液に合わせる。
肌）（8）〜（9）の操作をもう一度繰り返す。
（11）溶液は砂浴上またはホットプレート上でシロップ状（約50mβ）になるまで

加熱濃縮する＊2。
（1カ 濃縮した溶液が温かいうちに、硝酸（3＋2）100mgと過酸化水素水1適を加え加熱する＊3。発泡がなくなるまで充分加熱し、過酸化水素を分解する＊4。

＊2 乾固するとプルトニウムが不溶性ケイ酸塩等に取り込まれ、化学収率が悪くなることがある。

＊3 過酸化水素水でプルトニウムをPu（Ⅳ）にそろえる。
過酸化水素の分解が不充分であると、プルトニウムの分離が不完全となり、化学収率が悪くなる。

−30−

姻 放冷後、不溶物があればガラス繊維ろ紙（Gj巨100）で吸引ろ過し、ろ液は300遜ビーカに受ける。残凄は、少量の硝酸（3‡2）で洗浄し、洗液はろ液に合わせる。

7．2．2 プルトニウムの分離
A．陰イオン交換法（1）7．2．1個で得られた試料溶液を、硝酸系陰イオン交換樹脂カラム（Do耶Ⅹ隠ト

Ⅹ8，100〜200mesh，樹脂高7cm）＊5に毎分2適以下の流速で流し、硝酸（3‡2）
120越で洗浄する。
（2）塩酸（5†1）300遜でカラムを洗浄する。

ほ）ヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 50粛でプルトニウムを溶離する。毎分1mg以下の流速で20撼流した後、コックを止めて30分〜60分放置＊8し、さらに30撼流す。

（4）溶出液を蒸発乾固し、硝酸5過と過塩素酸1適で乾固物を加熱溶解後、過塩
素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し＊7、電着用試料とする。
〈5）第8章 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測試料を作製する。

＊5 陰イオン交換樹脂カラムの調製方法については 第10章 試薬の調製 を参照＊8 pu（Ⅳ）をPu（Ⅲ）に還元するための時間である。
（1トミ3〉は連続しておこなう。

＊7 乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1粛と過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

−31−

B．TOA−キシレン抽出法（1）7．2．巨臓で得られた試料溶液を、その量に応じて200〜500遜の分液漏斗に移す。TOA鵬キシレン溶液（10裾硝）50mgを加え2〜3分間振り混ぜ、プルトニウムを有機層に抽出する。
（2）水屑は別の分液漏斗に移し、TOA−キシレン溶液 30撼を加え、2〜3分
振り混ぜる。有機層は、（1）で得られた有機層に合わせる。
（3）有機層に硝酸（3＋2）100撼を加え2〜3分振り混ぜ、有機層を洗浄する。
棚 有機層をさらに硝酸（3†2）100撼で1回、塩酸（5＋1）100適で2回洗浄する。
洗液は捨てる。

（5）有機層にヨウ化アンモニウム溶液一塩酸 混液 40適を加え、2〜3分間振り混ぜ、プルトニウムを氷層に逆抽出し、水屑を別の分液漏斗に移す。この操作をもう一度繰り返し、水屑を合わせる。
（6）水層にキシレン 30mgを加え2〜3分間振り混ぜ、洗浄する。
（7）水層はビーカに受け蒸発乾固する。放冷後、硝酸5粛と過塩素酸数滴を加え、乾固物を加熱溶解後、過塩素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾固し＊8、電着用試料とする。
（8）第8葦 電着方法 に従って電着操作を行い、α線計測用試料を作製する。

＊8 乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1mgと過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

ー32−

第8章

電着方法

プルトニウムの分析・測定には、α線スペクトロメトリーを用いるが、本章では、各種環境試料から分離、精製して得られた電着用試料（第2葺から第7章で作製）中のプルトニウムを、ステンレス鋼板上に電着する方法を示す。
また、プルトニウムのα線スペクトロメトリーにおいて、化学分離が不完全のため、スペクトルが大きくテーリングしたり、ウランまたはトリウム等の影響を受けていると思われる場合は、再溶解、精製、再電着を行う必要があるので、その方法についても示す。

8．1 試薬、器具および装置
8．1．1電着操作

8．1．1．1試 薬（1）酸

硫酸（1＋9）（2）塩基アンモニア水（3）有機試薬

エチルアルコールまたはアセトン（4）指示薬メチルレッドーエチルアルコール溶液（0．1W／V％）ー33−

8．1．1．2 器 具
電着セル（図．1参照）

白金電極（直径1mm、長さ20cm）
電着板（ステンレス鋼製、直径25mm、厚さ1mm）

8．1．1．3 装 置
電着用直流電源

電圧0〜30V、電流0〜2Aが得られる定電圧定電流装置
8．1．2再電着操作

再電着操作においては、電着操作の試薬、器具、装置の他に以下に示すものが必要である。

8．1．2．1試薬（1）酸
硝酸（3＋2）

塩酸、塩酸（5十1）過塩素酸

10M硝酸−0．1Mフッ化水素酸混液（2）塩

2M臭素酸ナトリウム溶液（3）混合溶液

ヨウ化アンモニウム溶液（5W／V％）一塩酸 混液〔29＋71〕（4）陰イオン交換樹脂

Dowex⑬1−×8（100〜200mesh）
8．1．2．2 器具
イオン交換樹脂カラム（内径10〜15mm、高さ10〜150m）

ー34−

董（テフロソ）

単位：mm

−∽ひ−

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セル（テフロソ）

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ペース（ステンレス鋼）

図．1電着セルの一例

白金電遍

息立て図

8．2 電着操作（1）プルトニウムを分離・精製して得られた電着用試料に、硫酸（1＋9）2mgを加え加熱溶解する。
（2）放冷後、メチルレッドーエチルアルコール溶液1滴を加え、溶液が赤色から黄色に変わるまでアンモニア水を滴加する。

（3）再び溶液の色が赤色に変わるまで硫酸（1＋9）を滴加し、赤色を呈すした後さらに1滴過剰に加える。
（4）ステンレス鋼電着板＊1を取りつけた電着セルに溶液を移し、ビーカをできるだけ少量の水で洗浄する。洗液はセルに加える。
（5）白金電極の先を電解液につけ＊2、電流1．OAで2〜3時間通電する。
（6）通電したままアンモニア水を2〜3滴加え、さらに1分間通電した後電流を止める。
（7）電解終了後の溶液をもとのビーカに戻し、電着セル内を水で洗浄する。洗液
は溶液に合わせる♯3。
（8）電着板を取りだし、水とアルコールで洗浄する。乾燥後、赤熱する程度で数秒間加熱し、放冷後、α線計測試料とする＊4。

■1電着板は、あらかじめ中性洗剤等で洗い、水でよく洗浄して油分を取り除いた後使用する。
＊2 白金電極の先と電着板との距離が5mm程度になるようにする。
＊3 α線計測後、再電着操作（8．3）を行う場合があるので、α線計測終了まで残しておく。電着収率の悪い場合は、この溶液について（3）からの操作を再度行い、収率の悪かった試料とスペクトル上で合計する。

＊4 電着面には触れないようにする。

−36−

8．3 再電着操作
プルトニウムのα線スベタトロメトリーにおいて、プルトニウム同位体のスペク
トルが大きくテーリングしたりウランまたはトリウムなどの影響を受けている試料に適用する。
（1）計測後の電着板を200mgテフロンビーカに入れ、硝酸−フッ化水素酸混液20mgを加え、ホットプレート上で3時間煮沸する。
（2）電着板をピンセットで取り出し水で洗浄する。洗液は溶解液に合わせ、ホットプレート上で蒸発乾固する。
（3）放冷後、硝酸（3＋2）20過と過酸化水素水1粛を加え、時計皿をしてホットプ
レート上で加熱溶解する＊5。発泡がなくなるまで充分加熱し過酸化水素を分解する＊ぢ。
（4）放袷後、ろ紙（5種C 9（ニm）でろ過し、少量の硝酸（3†2）で洗浄する。洗液はろ液に合わせる。

（5）ろ紙と不溶物を100mgビーカに移し、硝酸（3＋2）20mgと2M臭素酸ナトリウ
ム溶液5撼を加え、時計皿をしてホットプレート上で加熱し不溶物を溶解する。
㈲ 過酸化水素水2適を加え加熱し臭素酸ナトリウムを分解する。
〈7き 放冷後、ろ紙（5種C llcm）でろ過し、少量の硝酸（3†2）で洗浄する。洗液はろ液に合わせホットプレート上で蒸発乾固する。
（8）放冷後、硝酸（3＋2）20適と過酸化水素水1粛を加え、時計皿をかぶせホット
プレート上で加熱溶解する＊6。発泡がなくなるまで充分加熱して過酸化水素水を分解し＊7、操作（4）で得られた溶液に合わせる。
（9）試料溶液を、硝酸系陰イオン交換樹脂カラム（Dowex曙1−Ⅹ8，100〜200mesh，
樹脂高7cm）＊8に毎分2粛以下の流速で流し、流出液は捨てる。

＊5 全部は溶けず黒褐色のものが残る。
＊6 過酸化水素水でプルトニウムをPu（Ⅳ）にそろえる。
＊7 過酸化水素の分解が不充分であると、プルトニウムの分離が不完全となり、化学収率が悪くなる。
＊持 陰イオン交換樹脂カラムの調整方法は第10章試薬の調整を参照。
−37−

q功 硝酸（3十2）120撼、塩酸（5＋1）300mgで順次カラムを洗浄する。
仙 ヨウ化アンモニウム溶液岬塩酸 混液 50〟でプルトニウムを溶離する。毎分1mg以下の流速で20戒を流した後、コックを止め30分〜60分放置し＊9、さらに30ァ遜を流す。
（12）溶離液を、8．2（7）で保存してある電解終了液に合わせ蒸発乾固する。
㈹ 硝酸5フ粛と過塩素酸数滴を加え、過塩素酸の白煙が発生しなくなるまで蒸発乾回する＊10。
8亜 8，2（1）以下線度での操作に従ってα線計測試料を作製し、α線スベタト
ロメトリを行う。

＊9 pu（Ⅳ）をPu（Ⅲ）に還元させるための時間である。（9）〜81）までは連続して行う。
＊10乾固物が着色している場合には、さらに硝酸1粛と過酸化水素水数滴を加え、乾
固する。

一38−

第9章

放射能測定

プルトニウムを化学分離後、電着した計測試料について、シリコン半導体検出器を用いたα線スぺクトロメトリーを行い、あわせて同位体別の定量と化学収率の測定を行う。

9．1 計測装置
9．1．1α線スペクトロメータ

下記に示す①〜⑨で構成されている。ブロックダイヤグラムを図．2に示す。
① シリコン半導体検出器＊1（参 前置増幅器（卦 主増幅器④ マルチチャネル波高分析器＊2⑤ プリンタ・プロッタ等⑥ 検出器用電源＊3⑦ ビン電源⑧ 真空チェンバー＊4⑨ 油回転式真空ポンプ＊1有効面積200mm2以上、空乏層厚100〟m程度で、5．3MeVのα線に対するエネル
ギー分解能（FWHM）が35keV程度の検出器。
＊2 チャネル数を1000以上有するもの。

＊3 検出器所定の直流印加電圧（通常±100V程度）を連続可変的に出し得るもの。
＊4 検出器および線源を所定位置に確実に装着でき、かつ、油回転ポンプによる排気により10￣2Torr以上の真空度を保持し得るもの。

−39−

真空チェンバー

油回転真空ポンプ
半導体検出器
検出器用電源記録部 ⊥図．2 α線スぺクトロメータの基本的なブロックダイヤグラム（例）ー40−9．1．2測定機器に関する注意（1）測定機器は、電気的雑音を発生する他の機器（モータや電気遮断器など）および大電流を消費する機器からできるだけ離して設置し、電源配線を別系統とすることが望ましい。

（2）ケーブル類の配線はできるだけ短くし、接地のとり方などに注意してグランドループ等による雑音を拾わないようにする。
（3）温度変化による増幅器のゲインドリフトなどを防ぐため、測定室を恒温恒湿にすることが望ましい。
（4）検出器用電源系統のケーブルの着脱は電圧が完全に零になったことを確かめてから行い、また、前置増幅器電源のON−OFFは必ず検出器用電源が零になったことを確かめてから行う。
（5）NIMモジュールとなっている増幅器などをビン電源から着脱するときは、電源スイッチを切ってから行う。
（6）増幅器、検出器用電源、波高分析器等はラックに取りつけて、通風をよくする
ように注意する。・ただし、空調器などの風が直接あたらないようにする。
（7）機械的なショックを与えないようにするとともに検出器部分を遮光し、また、
真空ポンプの振動が伝わらないようにする。

（8）検出器面を水銀、酸等の蒸気にさらさないようにし、特に指定のあるものを除き、手等を触れさせてはいけない。
（9）シリコン半導体検出器の特性・劣化は、薄いα線源を用いてエネルギー分解能を定期的に測定することで知ることができる。

−41−

9．2 測定（1）測定器の検出器用電源が零になっていることを確認する。高圧用バッファがついていないものは、電圧を徐々に下げる。
（2）真空弁を操作し、検出器チェンバー内を常圧にし、試料交換口を開ける。
（3）ピンセット等を使用し、所定の位置に測定試料を固定する。検出器から試料までの距離は5mm程度が適当である。
（4）試料交換口を閉じ、検出器チェンバー内を真空にする。
（5）充分排気し真空度が上がった後、検出器用電源を指定の電圧（75V〜100V）まで上げる。高圧用バッファがっいていないものは、電圧を徐々に上げる。

（6）測定は通常24時間行う。
（7）測定終了後＊5、スペクトルデータとグラフをプリンタ等で打ち出す。
（8）スペクトル図の各ピークはα線エネルギーを対照してプルトニウムまたはアメリシウムによるものであることについて確認する＊6。

＊5 試料を取り出す場合は、バイアス電圧を徐々に下げ、零としてから、リークバル
ブを開き、真空容器内を外圧と等しくしたのち試料交換口を開ける。
＊6 ピークの形状から電着試料の厚さや測定器系のドリフト等を推定することができ

る。

−42−

9．3 計算
9．3．1正味の計数率

分析対象核種および添加した核種それぞれのピークについて、正味の計数率を求める。
（1）試料の計数率① 核種のピーク領域における計数値を合計し、バックグラウンドを含む総計数
値（N）を求める＊7。
② 分析対象核種のピークがスペクトル中にない場合は、対象核種のピークが現れる領域を仮定し全計数値を求める＊8。
③ 全計数値を測定時間（t）で割り、バックグラウンドを含む試料の計数率（n）を求める。
（N）1／2tn ：試料の計数率（cps）
N ：試料の総計数値（counts）
t ：試料の測定時間（sec）
α ：試料の計数率の誤差（cps）＊7 ピーク領域は検出されたピークの半値幅の3倍程度を目標として選ぶとよい。テーリングが見られる場合には、ピーク領域全体のカウント数の1％以下になる部
分については裾切りする。

＊8 ピーク中心から低エネルギー側に80keV、高エネルギー側に40keV、合計120keV
程度をピーク領域と仮定する。242pu、236puなどの添加標準溶液のピークに
チャネルシフトがある時は、ピークと仮定した領域もトレーサのピークと同様にシフトさせる。

−43−

（2）バックグラウンドの計数率＊9① ブランク試料として、洗浄した電着板を試料の前後に測定し、バックグラウ
ンドとする。
② 試料の前後に測定したバックグラウンドのスペクトルから試料中のピーク領
域と同じ領域の総計数値（Nbl，Nb2）を求める。
③ 両者の全計数値（Nbl，Nb2）と測定時間（tbl，tb2）から次式によりバックグ
ラウンドの計数率（nb）及びその計数誤差（げb）を求める。
Nbl＋ Nb2

Nbtbl＋ tb2

tb（Nbl＋Nb2）1／2（Nb）1／2

けb ＝

tbl＋ tb2

tb

nb：バックグラウンドの計数率（cps）
Nbl：前のバックグラウンドの総計数値（counts）
Nb2：後のバックグラウンドの総計数値（counts）
Nb：前後のバックグラウンドの総計数値の和（counts）
tbl：前のバックグラウンドの測定時間（sec）
tも2：後のバックグラウンドの測定時間（sec）

tb：前後のバックグラウンドの測定時間の和（sec）

αb：バックグラウンドの計数率の計数誤差（cps）＊g α線スペクトルを測定する際のバックグラウンドは、通常24時間測定しても、ピーク領域内では、無視できる程度である。しかし、目的核種のピーク領域に相当するエネルギー範囲内のバックグラウンドの計数率を長時間測定して求めることが
望ましい。

−44−

（3）正味の計数率

試料の計数率（n）とバックグラウンドの計数率（nb）より、次式に従って正味の計数率（ns）を求める。

ns ＝ n￣￣ nb

Nb
（7s ＝
（tb）2

（t）2

ns：正味の計数率（cps）
us：正味の計数率の計数誤差（cps）

9．3．2放射能濃度の算出

試料中の定量核種放射能濃度（A）を次式に従って求める。

ns・D
nadd・W（けs）2（げa。。）2（ns）2（nadd）2（げD）2

けA ＝ A・（D）2

A ：定量核種の放射能濃度（Bq／kg、ゼ等）
αA：定量核種の放射能濃度の計数誤差（Bq／kg、ゼ等）
ns：定量核種の正味の計数率（cps）
げs：定量核種の正味の計数率に対する計数誤差（cps）

W ：供試量（kg、ゼ等）
D ：添加核種の放射能量（Bq）
ロD：添加核種の放射能量の誤差（的）nadd：計測試料中の添加核種の正味の計数率（cps）
げa。。：計測試料中の添加核種の正味の計数率の誤差（cps）

上の式で示されるように、放射能濃度の算出においては、定量核種と添加核種の正味の計数率、添加核種の放射能量および分析供試量のみが必要であり、計数
効率や化学収率は必要ない。

また、実際の試料においては、化学分離が不十分のため電着板への微量不純物−45−

の混入も考えられる。このような場合には、α線スペクトルにテーリングが見られ、また、不純物のα線吸収のため計数効率が低くなり上記の方法で算出した化学収率は実際に電着している量より低くなる。しかし、化学収率は放射能濃度を算出する上で必要ないため問題とはならない。

−46−

○
l、l

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敏一ルL㌦指す」ん」￣露訂一一う毒Ch anne 1

図．3 通常のスペクトル（例）m川I lしL62㈹q

ー・

S■【Pl● ● I
LlⅥ■ tl卿■1 81525（●●■I

一1叶−

nU

6

⊃L

︻uリリdエU＼∽︸uコ0∪

28匂

38日

＿＝＿＋

6日8

78匂

Channel

図．4 テーリングが見られるスペクトル（例）一心UU心エU＼り車U⊃OU

ChanneI

図．5 汚染が見られるスペクトル（例）
−47−

8日8

98匂

1888

9．3．3計数効率と化学収率

標準線源を計測し、検出器の計数効率と化学収率を測定する。
放射能濃度を算出する上では、計数効率と化学収率は必ずしも必要ないが、検出下限等を考えるためには必要である。また、分析操作が正しく行われているかどうかの確認のため、添加した核種がどの程度回収されているか知る必要がある。このため計数効率と化学収率を求めておくことが望ましい。
（1）標準線源

標準線源は、測定試料と同じ形状のものを使用し、可能であれば、分析対象核
種と同じ核種のものが望ましい。もし、これがなければ、測定試料と同形、同面積の他の核種の標準線源を代用してもよいり0。
なお、上記のような標準線源が入手できない場合には、一定量のα放射性核種（添加トレーサ等）を測定試料の調製方法と同様に電着し、2方ガスフロー比例計数管などで、標定を行い、標準線源としてもよいり1。調製方法は 第8章
電着方法 に従う。

＝0 日本アイソトープ協会より、α線スぺクトロメトリーに利用できるウランのα線源を購入できる。ただし、ウラン量が多くなると、自己吸収があり、スペクトルのピークにテーリングが起こるので、4Bq／cm2程度のものを使用する。

＝1ピーク領域の総計数が10000カウント以上になる様な濃度を設定する。

−48−

（2）計数効率の算出

標準線源を計測し、計数効率（F）を次式に従って求める。
Ns。

Nb

tso

tb

・（S。）￣1Ns。・（tb）2＋Nb・（ts。）2（ロso）2

ロF ＝ F（Ns。・tb −Nb・t s。）2（So）2F ：計数効率
げF：計数効率の誤差

Ns。：標準試料の総計数値（counts）
Nb ：バックグラウンドの総計数値（counts）
ts。：標準試料の測定時間（sec）
tb：バックグラウンドの測定時間（sec）

So ：標準試料の放射能（Bq）
げso：標準試料の放射能の誤差（Bq）（3）化学収率

添加核種の放射能量（D）、計測試料中の添加核種の正味の計数率（nadd）および計数効率（F）から、化学収率（Y）を次式に従って求める。
nadd

F・D
1／2

（ぴadd）2（αF）2（nadd）2

（F）2

αY ＝Y

Y ：化学収率

αY：化学収率の誤差

−49−

（αD）2

試薬の調製第10章

本分析法に記載された方法に従って分析を行う場合に必要な試薬とその調製方法を示す。
本文中の重量および容量の数字は、単に調製の割合を示したもので、調製にあたっては
必要に応じて適宜、増減する。

試薬は日本工業標準規格（JIS）特級試薬を用い、規格に規定されていないものについては、できるだけ純度の高いものを用いる。

10．1 放射能標準溶液
242pu標準溶液＋1または236pu標準溶液＊2：0．02Bq／mC

10．2 試薬（1）担体溶液

鉄（Ⅲ）担体溶液（50mgFe3＋／粛）

塩化鉄（Ⅲ）六水和物48gに塩酸（1＋3）20〝諺を加え溶解し水で200mgとする。

＊1米国立標準技術研究会（NIST）より、標準物質として頒布されている。
＊2 製造方法としては、237Npに高エネルギーγ線を照射することにより生じた238pu
をターゲットおよび他の不純物から精製する。
β￣

237Np（γ，n）236Np→236
pu

−50−

（2）酸

硝酸：JIS特級、約60％、比重約1．38
硝酸（3†2）：硝酸3容と水2容の割合で混合する。
塩酸：JIS特級、約36タ忘、比重約1．18
塩酸（5†1）：塩酸5容と水1容の割合で混合する。

硫酸：JIS特級、約95％以上、比重約1．84
硫酸（1†9）：硫酸1容と水9容の割合で混合する。
過塩素酸（70％）

フッ化水素駿：JIS特級、約47％
10M硝酸−0．1Mフッ化水素酸溶液
硝酸370粛とフッ化水素酸2粛を混合し水で500誹とする。使用直前に調製する。
過酸化水素水（30％）（3）塩基アンモニア水水酸化ナトリウム

水酸化ナトリウム溶液（12w／v％）：水酸化ナトリウム120gを水に溶解し、1月
とする。
（Jl）塩

臭素酸ナいノウム

臭素酸ナトリウム（2対）溶液：臭素酸ナトリウム151gを水に溶解し、1ゼとする。
ヨウ化アンモニウム

ヨウ化アンモニウム溶液（5w／v％）：ヨウ化アンモニウム10．2gを水に溶解し、200粛とする。

ー51−

（5）有機試薬
エチルアルコールオクチルアルコール

キシレン
アセトン

TOA（トリーn一オクチルアミン）
TOA−キシレン溶液（10w／v％）
TOA25gにキシレンを加え250粛とする。使用直前に、同量の硝酸（3＋2）と振り混ぜ予備平衡にしてから使用する。
（6）混合溶液

ヨウ化アンモニウム溶液（5w／v％）一塩酸 混液［29＋71］

ヨウ化アンモニウム溶液（5w／v％）145mgと塩酸355mgを混合する。使用直前に調製する。
（7）指示薬フェノールフクレインーエチルアルコール溶液（0．5w／v％）
フェノールフクレイン500mgをエチルアルコール50mgに溶解すし、水を加え100mβとする。
メチルレッドーエチルアルコール溶液（0．1w／v％）
メチルレッド100mgをエチルアルコール100mgに溶解する。
（8）陰イオン交換樹脂

Dowex⑳l−Ⅹ8（100〜200mesh）
他のメーカの相当品も使用できるが溶離液の溶量等若干の差があるので、注意する必要がある。

ー52−10．3 陰イオン交換樹脂カラムの調製（1） Dowex㊨1−Ⅹ8（100〜200mesh）・・・硝酸系イオン交換用① 樹脂500適を3ゼビーカに入れ、水2ゼを加えよく攫拝し、傾斜法により上澄み液を捨てる。この操作を3回線り返す。
② 水酸化ナトリウム溶液（12W／V％）1ゼを加えよく攫拝し、傾斜法により上澄み液を捨てる。
③ 水1ゼを加えよく横枠し、傾斜法により上澄み液を捨てる。
④ 塩酸（1‡1）2ゼを加えよく攫絆し、傾斜法により上澄み液を捨てる。
⑤ ①の要領で樹脂を水洗する。
⑥ 水に浸したまま保存する。
⑦ 使用直前に、カラムに詰め、樹脂真の10倍の水を流す。さらに、樹脂の10倍量の硝酸（3†2）を、流してから使用する。

ー53−

（解説）

〔解説・1〕 土壌試料の酸浸出法によるプルトニウムの抽出率について

土壌試料の分析には、硝酸−フッ化水素酸による全分解法、硝酸、10M硝酸−0．1Mフッ化水素酸、過酸化水素一硝酸等による浸出法が行われている。全分解法は、最も確実な方法であるが、土壌試料中のプルトニウム分析では50gの供試量を使用するため、分解に長時間必要とする等、困難である。このため、より簡便な酸浸出法である硝酸浸出法と過酸化水素一硝酸浸出法によるプルトニウムの抽出率について調べた。また、その浸出残漬について硝酸−フッ化水素酸分解法で分析し、プルトニウムの残存量を調べた。これらの結果を解表−1に示す。両浸出法とも大きな差はなく、90％以上のプルトニウムが抽出された。また、硝酸による浸出を2回行った場合のプルトニウムの抽出量を解表−2に示す。2回目の抽出量は、1回目の抽出量の約3％であった。
これらのことから、本分析法で通常の土試料の浸出法は、硝酸で1回浸出する方法を採用する事とした。
浸出法の比較によるプルトニウムの抽出率の比較

解表−1

硝酸浸出法

過酸化水素一硝酸浸出法

試料

No．

2

4

浸 出 量

残 存 量＊1 抽出率 浸 出 量

残 存 量＊1 抽出率（Bq／kg乾土）（Bq／kg乾土） （％）＊2 （Bq／kg乾土）（Bq／kg乾土） （％）＊2

6．2±0．5

0．67±0．09

91

7．4±0．6

0．52±0．07

8．5±0．7

0．67±0．09

93

6．7±0．6

0．52±0．08

93

7．0±0．6

0．70±0．08

91

7．4±0．6

0．52±0．08

94

7．4±0．6

0．52±0．08

94

7．4±0．6

0．48±0．07

94

7．8±0．6

0．56±0．07

93

6．7±0．5

0．67±0．07

91＊1浸出残溶は、硝酸−フッ化水素酸分解後、定量した結果である。
＊2

浸出量

×100

浸出量十残存量

ー54−

解義−2

硝酸2回浸出によるプルトニウムの抽出量

試料No． 1回目（Bq／kg乾土） 2回目（Bq／kg乾土）
7．4±0．4

0．24±0．03

2

7．0±0．4

0．14±0．02

3

7．8±0．5

0．14±0．02

4

7．4±0．4

0．11±0．02

56．3±0．3

0．16±0．04

ー55−

〔解説・2〕 土壌試料の加熱温度とプルトニウムの抽出率

土壌および海底土試料は有機物を多量に含んでおり、乾燥粉砕後の土壌試料を直接酸浸出すると、プルトニウムの分離操作上において妨害となることが考えられる。このため、酸浸出の前に乾燥細土を加熱処理し、有機物を分解しておくことが望ましい。そこで、無加熱から10000cまで加熱処理し、硝酸浸出後、プルトニウムを定量した。結果を、化学収率と合わせて解義−3に示す。化学収率は、無加熱と比べると加熱処理をすることにより向上した。しかし、プルトニウムの分析結果では、無加熱から700℃加熱までは大きな差は見られなかったが、10000c加熱の場合は低い値を示した。これは、高温で加熱され、硝酸では抽出されにくい形態になったためと考えられる。
これらのことから、本分析法では、5000cで4時間加熱処理を行う操作を採用する事とした。

加熱温度の変化によるプルトニウムの分析結果

解表−3

加 熱 条 件239＋240 pu（Bq／kg乾土）

化学収率（％）

6．8±0．556

6．5±0．485

7．2±0．485

7．1±0．489

6．6±0．483

7．1±0．4

84

7000c−2時間

7．0±0．4 （0．41±0．06）＊

79

10000c−2時間

1．1±0．1（5．1±0．2）＊

16

無

加

熱

5000c−4時間＊については、残虐をさらに硝酸−フッ化水素酸分解後、定量をした結果
次のような化学収率が得られた。

7000c−2時間 4．6％
1000Dc−2時間 93％−56−

〔解説・3〕 電着方法について

本マニュアルでの電着操作は、測定試料を作製するための重要な分析操作である。また
α線スペクトロメトリーの点からも、テーリングのない電着試料を作製しなくてはならな

い。電着は、電流や電着時間、さらに電解液のpHや共存物質の影響を受け、また電着板の状態にも影響される。望ましい電着を行うためには、電着板上の油分や有機物の除去を充分に行うことが必要である。電着の最適条件としては、電解液のpHは2前後、電流値は1．OA以上、電着時間は120分間以上である。これらを解義−4に示す。また、電着
時間とプルトニウムの化学収率の関係を解図−1に示す。

解表−4

電 解 液

電着条件

H2SO4（1＋9）
アンモニア水を加え、メチルレッドでpH調整

電 流 値
電着時間

1．OA（電流密度0．1A／cln2）以上
2 〜

3 時 間

電 着 板

ス テ ン レ ス 鋼（25mm￠）

電極間距離

5 m

赤熱の有無

有

100

200（ni。）

電着時間

解図−1

電着時間とプルトニウムの化学回収率−57−

〔解説・4〕 測定時における安定元素および放射性核種の影響

本分析法は、イオン交換法、溶媒抽出法等の化学分離操作により、多くの妨害元素および核種を除去し、ステンレス鋼板上に電着した後、α線測定を行っている。しかし、微量のトリウム、ウラン、鉄およびランタノイド元素がプルトニウムとともに電着されることもある。このような場合、プルトニウムから放出されるα線はある程度吸収され、α線ピークの幅を広げることになる。一方、トリウム系列およびウラン系列の放射性核種の影響は、それらの核種のエネルギーが、目的核種のピークに近接する場合に問題となる。本分析法の Th、Uの除染係数を〔解説・5〕に示す。
（1）安定元素による影響①鉄 ：α線スペクトルは、低エネルギー側に裾を甘く形となるが、定量すべきα線のピークの幅を広げることで定量は可能である。化学分離操作におけるイ
オン交換分離あるいは溶媒抽出分離操作の際、硝酸で充分に洗浄することにより除去できる。
②ランタノイド元素：

本分析法では、アクチノイド元素とランタノイド元素を完全に分離することはできないが、これらの元素の環境中の存在量はわずかであるため、その影響は小さいと考えられる。
（2）放射性核種による影響

228 Thは238puとピークが重なるため238puの測定を妨害する。ただし、238Thは高エネルギー側に娘核種のピークが出ることから共存の判断ができる。トリウムは化学分離操作におけるイオン交換分離あるいは溶媒抽出分離の際、塩酸で充分に洗浄することにより除去できる。

大気浮遊じん、海産生物等を分析する場合、これに含まれる210poは239＋240の測定を妨害することがある。

測定試料が安定元素および放射性核種による影響を受け、定量が不可能な場合には、
再度、電着測定試料の精製・分離を行う。（「第8章 再電着方法」参照）

−58−

pu

〔解説・5〕 本分折法におけるTh、Uの除染係数

環境試料中のプルトニウム分析において、環境試料中にもともと存在するTh、Uの計測試料への混入は重要な問題であり、プルトニウムを定量するためにはこれらの元素の大部分を分離する必要がある。このため、環境試料（土壌）にTh、Uを添加し、本分析法の各分析操作におけるTh、Uの除染係数を中性子放射化分析法で測定した。

分離操作前のTh、Uの量
除染係数＝

分離操作後のTh、Uの量（1）イオン交換法

除染係数
分離操作

Th

U

陰イオン交換カラム分離

Dowex℡1×8（硝酸系）＞ 3×103＞ 3×103＞4×103＞4×103注）左欄は個々の分離操作における値、右欄は初めの操作からの値

Th 樹脂に吸着
塩酸（5＋1）で溶離洗浄U 樹脂に吸着せず
塩酸（5＋1）洗浄液 添加量の0．3％（2）溶媒抽出法

除染係数
分離操作

Th

TOA抽出

2×100

U

2x10000

4×100

4x10000

塩酸（5＋1）洗浄＞2×102

3×100

1×101

逆抽出

＞2×103

2×10l

2×102

注）左欄は個々の分離操作における値、右欄は初めの操作からの値

−59−

（付録）

〔付録・1〕 プルトニウム同位体の核データ

プルトニウムには16の同位体があり、このうち主要なa放射体は236pu、238pu、
239pu、240pu、242puである。これらの同位体の核データを付表−1に示す。
付表−1

核データ

核 種 α線エネルギー（MeV） 放出率（％） 半減期（y）
5．77

68．9

5．72

31．0

5．50

71．0

5．46

28．8

5．16
5．11
5．14

73．1
11．5
15．0

5．17

72．9

2．85

236pu

87．7

238pu

23gpu

2．411×104

6563

240pu
5．12

27．0

4．90

76．5

4．80

23．5

242pu

−60−

3．735 ×105

〔付録・2〕 クロスチェックの結果

本分析法（陰イオン交換樹脂カラム分離法）を用いて、水試料、灰試料および土試料のプルトニウムを各分析機関で分析した。
1．試料の調製

1．1 水試料
千葉県勝浦市で採取した海水20ゼをキユーピテナーに採り、添加用酸抽出液＊1を正確に20粛添加して分析試料とした。

1．2 灰試料
すり身（かまぼこの原料）生1kgに添加用酸抽出液＊1を正確に20mg添加し、105℃
で乾燥後、450℃で24時間灰化して分析試料とした。
1．3 土試料福井県奥越高原で採取した土壌を乾燥後、147〟m以下に微粉砕したものを、約50g
づっポリエチレン製ビンに入れて分析試料とした。

＊1福井県奥越高原の土壌を酸抽出し一定容としたもの。この溶液中のプルトニウムを陰イオン交換樹脂カラム分離法によって定量した。その結果を付表−2に示す。
抽出液中のプルトニウムの分析結果

付表−2

試 料 No．

239＋240pu

238pu（mBq／20乃諺）（mBq／20mβ）

93 ± 63．7 ± 0．6285 ± 52．4 ± 0．5

3

81± 5

2．8 ± 0．581± 4

3．0 ± 0．581± 52．1± 0．4

84 ± 52．6 ± 0．6

Av．±げ。【1−61−2．クロスチェック実施機関
クロスチェックを実施した分析機関を下記に示す。
茨城県公害技術センター
動力炉・核燃料開発事業団（財）日本分析センター

3．結果
クロスチェックの結果を付表一3に示す。

クロスチェック結果

付表−3

試料

灰
23g＋240

pu

mBq／ゼ

238pu

試

239＋240

mBq／ゼ

料

土

試

料

23g＋240pu
238pu
mBq／kg生 mBq／kg生 Bq／kg乾土 Bq／kg乾土
pu

238pu

A

4．1±0．09

0．12±0．02

81± 2

2．8±0．4

5．9±0．1

0．24±0．03

B

4．1±0．5

0．14±0．04

78 ± 82．1±0．6

5．9±0．6

0．31±0．06

4．1±0．2

0．14±0．03

93 ± 63．0±0．6

6．3±0．4

4．1±0．2

0．15±0．03

81± 5

2．9±0．5

6．3±0．4

4．4±0．3

0．14±0．03

0．20±0．03

C

添加値＊1

85 ± 52．8±0．6＊l海水および灰試料は、添加用酸抽出液を5個並行分析した結果の平均値である。

一62−0．26±0．04

〔付録・3〕 環境におけるプルトニウムのバックグラウンドレベル

各環境試料中におけるプルトニウムのバックグラウンドレベルを付表−4に示す。

付表−4

環境試料中のプルトニウムのバックグラウンドレベル

239＋240

試

pu

料
範

囲

単 位

水
試
料

Bq／ゼ
10￣6

灰

Bq／kg生試料

土1 〜10￣2
Bq／kg乾土

試料

1 〜10￣2

降 下 物

10￣4 〜10￣5

Bq／m2月大気浮遊じん10￣8 〜10￣9

Bq／m3

−63−

〔付録 4〕 プルトニウム分析法の流れ図

1．試料の前処理

1．1．水試料
試料（100ゼ：あらかじめ硝酸100mgをいれておく）
鉄（Ⅲ）担体溶液

242puまたは238pu標準溶液添加
放置（1時間以上）

アンモニア水（pH＝9以上）
放置
傾斜法
上澄液

沈 殿

上澄液

遠心分離

沈 殿

上澄液

硝酸（3＋2）100mg
加熱
ろ過（GA−100）

残 漬

残i査

ろ 液
（Puの分離）−64−

1．2，灰試料
試 料

242puまたは236pu標準溶液添加
硝酸 50磁束発乾固

過酸化水素水10粛

乾固物が白色になるまで

加熱

繰り返す

硝酸
蒸発乾固

硝酸（3＋2）100mg
加熱
ろ過（以仁100）

浅 漬

ろ 液（Puの分離）1．3．土試料土 壌（50g）

灰化（500℃，4時間）
242puまたは236pu標準溶液添加
硝酸（3＋2）250粛
加熱（2時間）ろ過（GÅ鵬100）

残 虐

ろ 液

ー65−

1．4．降下物
A 蒸発濃縮法
試 料

硝酸（試料1ゼ当たり1mg）

242puまたは236pu標準溶液添加

蒸発濃縮

硝酸 50mβ
蒸発乾固

過塩素酸10mg
加熱

硝酸
蒸発乾固

硝酸（3＋2）100mβ加熱
ろ過（GA−100）

残 虐

ろ 液
（Puの分離）ー66−

B 水酸化鉄（Ⅲ）共沈法
試 料

硝酸（試料1ゼ当たり1適）鉄（Ⅲ）担体溶液

242puまたは236pu標準溶液添加

放置（1時間以上）

アンモニア水（pH＝9以上）
放置
傾斜法

殿
カ
一

−ビ

上澄液

放置
傾斜法

沈 殿

上澄液

遠心分離
上澄液

沈 殿
硝酸（3＋2）100mβ加熱
ろ過（GA−100）

ろ 液

残 溶

残 虐

ろ 液
（Puの分離）一67−

1．5．大気浮遊じん
試 料

残 溶

1．6．焼結プルトニウムを含む環境試料
試 料（20g）

憂灰化（5000c，4時間）
テフロンピーカ

残 漆−68−

2．プルトニウムの分離
A イオン交換法
ろ 液（Puの分離）電着用試料

B 溶媒抽出法
ろ 液（Puの分離）TOA−キシレン溶液 50mg
水 屑

水 層

有機層

塩酸（5＋1）100mβ
×2回

水 層

有機層

ヨウ化アンモニウム一塩酸溶液

40mgX2回
水 層

有機層

キシレン 30mg
有機層

水 屑
蒸発乾固

硝酸5mg

過塩素酸 数滴
蒸発乾固
電着用試料

−69−

3．電着操作
電着用試料

硫酸（1＋9）5mβ

アンモニア水
硫酸（1＋9）

電 着

1．O A
2〜3時間

電着残液

電着板

（α線スペクトロメトリー）−70−

〔付録・5〕 参考文献（年代順）（1） C．乳Silland臥G．01son：Anal．Cheiれ‥ 42，1596（1970）

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Detectors（2） ￥．‡noue，M．Sakanoue：J．Radiation Research，11，98（1970）
The Determination of Plutoniumin SoilSamples（3） H．Okabayashi，M．Suzuki：NIRS−Pu8，87（1971）
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Rapid Determination of Plutoniumin Bioassay Samples（7） Ⅴ．F．Hodge，F．L．Hoffman，R．L．Foreman，T．R．FoIsom：Anal．Chem．，
Sil叩l（一Iモ〔一（、（）V（一rr Or PlutolliuIIし1n）eri（、iuIl）．UllElnium Tll）d Polonium rrom Lage
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湖easurements of Radionuclidesin the environment Sampling and如alysis
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Determination of Plutoniumin EnvironmentalSamples Part Ⅱ．Procedures（12） T．E．Hakonson；Healとh Phys，29，583（1975）−71−

EnvironmentalPathways of Plutoniuminto TerrestrialPlants and Animals（13）Ⅰ．K．Kressin，W．D．Moss，E．E．Cambe11，H．F．Schulte：Health phys．，28，
plutonium−242vs．Plutonium−236as an AnalyticalTracer（14） 中井敏夫、斉藤信房、石森富太郎編：プルトニウム（柴田雄次、木村健二郎監修）
丸善（1976）「無機化学全書 ⅩⅤⅡ−2」（15）Ⅰ．K．Kressin：Anal，Chem．，49，842（1977）
Electrodeposition of Plutonium and Americium for High Resolution aSpectrometry（16） 山県 登，阪上正信：原子力工業，23（7），73（1977）「放射化学分析：アルファ放射体（とくにプルトニウム）」（17） G．S．Barney：J．Inorg．Nucl．Chem．，39，1665（1977）
The Kinetics of Plutonium Oxide Dissolutionin Nitric／Hydrofluoric Acid
Mixtures（18） M．H．Hiatt，P．B．Hahn：Anal．Chem．，51，295（1979）

simultaneous Determination of Americium and Curiumin Soil
（19）J．M．Cleveland：American Nuclear Sosiety（1979）
The Chemistry of Plutonium（20） Ⅴ．W．Thomas，Jr．：AnInterlaboratory Study，BNWLSA−6467（1977）
plutonium Analysisin Spiked Bovine Tissues（21） R．P．Bernabee，D．R．Percival，F．D．Hindman：Anal．Chem．，52，2351（1980
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HASL−300（1980）（23） E．Mathew，Ⅴ．M．Matkar，K．C．Pillai：J．Radioanal．Chem．，62，267（1981
Determination of Plutonium，Americium and Curiumin Environmental
Materials−72−

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Oct．15，1979（ed．M．E．Wrenn），R D Press，Salt Lake City，43（1981）
Determination of Americium and Plutoniumin Autopsy Tissue：Methods
and Problems，in Actinidesin，Man and Animals（25） A．Yamato：J．Radioanal．Chem．，75，265（1982）

An Anion Exchange Method for the Determination of241Amand Plutonium
in Environmentaland BiologicalSamples（26） 岡林弘之：日本原子力学会誌，25，776（1983）「環境中の超ウラン元素」（27） M．Yamamoto：J．Radioanal．Nucl．Chem，．90／2，401（1985）
Rapid Dissolution of Plutoniumin Soilby Fusion with AInmOnium Hydrogen

Sulfate followed by Plutonium Determination byIon Exchange and Alpha
Spectrometry（28） Y．Takizawa，SH．−I．Hisamatu and T．Abe：J．Radioanal．Chem．，115／2，241
The Methods for23g＋240pu Analysis and Their Application to Human Tissues
and Food Samples−73−

本書の作成経過、 委員会名簿
及び金言義開催経過

1．本書の作成経過
本書は放射能測定調査委託費（放射能調査対策研究委託に係るもの）で、財団法人日本分析センターに委託した成果を、放射線審議会測定部会に絶間して作成したものである。

2．放射能調査対策研究委託時の「プルトニウム及びアメリシウム分析法検討委貞会」の委員会

長

生篤実佐夫末男

裕白文保

田井桐村石井池笠片河白平

名簿社団法人 日本アイソトープ協会 常務理事
数理計画株式会社研究開発室 室長
動力炉・核燃料開発事業団東海事業所安全管理部環境安全課
放射線医学総合研究所環境放射生態学研究部第三研究室 室長
立教大学原子力研究所 助教授
茨城県公害技術センター放射能部 部長

事務局 財団法人日本分析センター
福嶋 活人、野中 悟博、新藤 勝盛、森本 隆夫
3．放射線審議会測定部会イ〉放射線審議会測定部会の委員会名簿委員

社団法人 日本アイソトープ協会 常務理事
社団法人 日本アイソトープ協会 常務理事

（部会長） 浜田 達二○池田 長生柏木 寛
0滝沢 行放0谷村 顕雄

安貞昌雄正

0

勝弘愛勝

0

朗治夫生悟誠己子司彦

0

部野野山上田瀬津和田
阿岡押小阪戸広深大吉

専門委貞

電子技術総合研究所 所長
秋田大学医学部 教授
国立衛生試験所 所長
放射線医学総合研究所 特別研究官
理化学研究所宇宙研究室 嘱託
日本原子力研究所東海研究所保健物理部 部長
農業環境技術研究所環境管理部計測情報課分析研究室 室長
金沢大学名誉教授

海上保安庁水路部海洋調査課海洋汚染調査室 室長
気象庁気象研究所地球化学研究部第二室 室長
財団法人日本分析センター 分析部調査役
動力炉・核燃料開発事業団環境技術開発推進本部 次長
水産庁中央水産研究所海洋生産部海洋放射能研究室 室長○印はワーキンググループⅠⅠの方

事務局 原子力安全局原子力安全課防災環境対策室（敬称略・五十音順）

ロ）放射緑審議会測定部会の開催日

測定部会及び測定部会の委員、専門委員の一部の方から構成したワーキンググループⅠⅠで審議を行った。
測定部全開催日

第15回
第16回

平成2年 3月26日
平成2年11月19日

ワーキンググループⅠⅠ

第 1回
第 2回
第 3回
第 4回

平成2年 4月24日
平成2年 6月 4日
平成2年 7月13日
平成2年 9月12日

文部科学省放射能測定法シリーズ
1．全ベータ放射能測定法

昭和51年9月（2訂）2．放射性ストロンチウム分析法

昭和58年12月（3訂）3．放射性セシウム分析法

昭和51年9月（1訂）4．放射性ヨウ素分析法

平成 8年3月（2訂）5．放射性コバルト分析法

平成 2年2月（1訂）6．NaI（Tl）シンチレーションスぺクトロメータ機器分析法

昭和49年1月

7．ゲルマニウム半導体検出器によるガンマ線スペクトロメトリー

平成 4年8月（3訂）8．放射性ジルコニウム分析法

昭和51年9月

9．トリチウム分析法

平成 8年3月（1訂）10．放射性ルテニウム分析法

平成 8年3月（l訂）11．放射性セリウム分析法

昭和52年10月

12．プルトニウム分析法

平成 2年11月（1訂）13．ゲルマニウム半導体検出器等を用いる機器分析のための試料の前処理法

昭和57年7月

14．ウラン分析法

平成 8年3月（1訂）15．緊急時における放射性ヨウ素測定法

昭和52年10月

16．環境試料採取法

昭和58年12月

17．連続モニタによる環境γ線測定法

平成 8年3月（1訂）18．熱ルミネセンス線量計を用いた環境γ線量測定法

平成 2年2月（l訂）19．ラジウム分析法

平成 2年2月

20．空間γ線スペクトル測定法

平成 2年2月

21．アメリシウム分析法

平成 2年11月

22．プルトニウム・アメリシウム逐次分析法

平成 2年11月

23．液体シンチレーションカウンタによる放射性核種分析法

平成 8年3月（1訂）24．緊急時におけるガンマ線スペクトロメトリーのための試料前処理法

平成 4年8月

25．放射性炭素分析法

平成 5年9月

26．ヨウ素−129分析法

平成 8年3月

プルトニウム分析法く1打）

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