フィッション・トラック

ニュースレター第 19 号

27-31

2006 年

2003-2004 年川崎大気環境中の 210Pb および 7Be の存在量と挙動
本多照幸*・後藤仁美**・北原照央***

Abundance and behavior of 210Pb and 7Be in atmospheric samples collected atKawasaki in 2003 and 2004
Teruyuki Honda*, Hitomi Goto** and Akihiro Kitahara****武 蔵 工 業 大 学 原 子 力 研 究 所 , Atomic Energy Research Laboratory, Musashi Institute ofTechnology** 武蔵工業大学工学部, Faculty of Engineering, Musashi Institute of Technology*** 武 蔵 工 業 大 学 エ ネ ル ギ ー 量 子 工 学 専 攻 , Graduate School of Energy Science and Nuclear
Engineering, Musashi Institute of Technology１．緒言

射化分析用とし（本研究では実施しない），残りの大気粒子状物質（ Particulate Matters, PM ）試料はγ線放出核種を測定するために圧縮し，直は，太陽放射を散乱，吸収することにより，地球径約 5cm のアクリル容器に収めた．の放射収支に大きな影響を及ぼすことが分かって2-2 γ線の測定いる．その PM がどこから浮遊してきたのか，由来を調べ，その挙動を解明することは地球環境科

γ線放出核種分析には，検出器に広範囲エネル学の視点からも重要な意味を持っている．

ギー用高純度 Ge 半導体検出器 (ORTEC 社，

本研究では，採取した PM 試料に含まれる放射性核種，210

GMX-15190-P ，相対計数効率 20.4 ％），多チャ

7Pb 及び Be をγ線スペクトロメトリ

ンネル波高分析器（ MCA ）に SEIKO EG&G ．

にて検出，定量し，その結果から PM に含まれるMCA7700 を使用した．

両放射性核種の挙動を解明する．
さらに，同期間，γ線の測定は，分析試料については 80,000sec ，同地点で採取した大気降下物中の 210 Pb 及び７ Be

バックグラウンドについてはブランク試料を収め放射能のデータを用いて， PM と大気降下物の両た状態で 250,000sec 行った．

試料を通じて，大気中における両核種の挙動を解2-3 データの解析明することを目的とする．

γ線の測定で得られたスペクトルの解析には，

2 ．実験

SEIKO EG&G 製 Spectrum Navigator （γスタ2-1 試料ジオ）の環境分析プログラムを使用した．

本研究では，武蔵工業大学原子力研究所内に設置したハイボリューム・エア・サンプラーを用い3 ．結果及び考察て， 2003 年 11 月から 2005 年 1 月の 15 ヶ月間

3-1 PM 濃度連続して，ほぼ 1 週間単位で採取したＰＭを試料採取した PM 試料の時系列変化や降水量との関とする．その際，エア・サンプラーの吸引流量は係を知るため，積算流量当たりの収量を PM 濃度

700 [l/min] に設定した．得られたフィルター試として求め，積算降水量とともに図１に示す．図

料は，重量測定等を行った後，一部を切り取り放１より，降水量が多いと PM 濃度は低くなる傾向

27

図１ＰＭ濃度と積算降水量れる．従って 210 Pb は対流圏由来， 7Be は成層圏由来の核種と考えられ，２核種は発生起源が異なっている．
PM における降水量当たりの 210 Pb 放射能と 7Be放射能の関係を図３に示す．図３より，降水量当たりの放射能に変換することで，相関係数は R=
図２− 0.283 から R=0.940 と高い値を示すことが分か

降水量当たりの 210Pb 放射能と PM 濃度る．
図４及び図５に，ＰＭにおける月間 210 Pb 放射能と 7Be 放射能の関係及び月間降水量当りの両を示していることがわかる．これは PM が雨水に放射能の関係について各々示す．月間放射能にお吸着または溶解し，そのまま降下し除去される，いても，降水量当たりの放射能に変換することでいわゆる wash out 効果によるものと考えられる．

相関係数は R=− 0.283 から R=0.918 と高い値を

図２に降水量当たりの 210Pb 放射能と PM 濃度示している．また，月間放射能に変換することで，の関係を示す．降水量当たりに変換した 210Pb 放

その季節変動や降下物との挙動の関係をみること

射能と PM 濃度の相関係数は，変換しない場合（ R=0.671 ）と比べ， R=0.911 と高い値を示した．これは， 210Pb 放射能と PM 濃度が降水現象に支配されていることを示唆している．また，
7Be 放射能と PM 濃度においても，同様のことが示唆された．

3-2210210

Pb 及び 7Be の挙動

Pb（β−， 22.3y ）はウラン系列核種であり，同系列の不活性ガスである 222 Rn （α， 3.824d ）が地表から大気中に拡散され，その後壊変し生成

図３

される．また， 7 Be （ EC ， 53.29d ）は窒素，酸素に宇宙線が衝突して破砕反応を起こし生成さ

28

ＰＭにおける降水量当たりの 210Pb 放射能と7Be 放射能

ても，ＰＭと同様に降水量当たりの放射能に変換することで，両核種の相関係数は¬R=0.822 からR=0.957 とさらに高い値を示した．このように，両試料において発生起源が異なる両核種間で高い相関が認められるのは両核種の挙動が降水現象に支配されていることを示唆している．
季節変動については両試料において，両核種の降水量当たりの放射能が秋に小さく，冬に大きい傾向があった．このような季節変動の傾向は，降水量当たりの放射能に変換して初めて認められたことであるが，季節変動の原因は降水量の多寡
図４

ＰＭにおける月間 210Pb 放射能と 7Be 放射能によるものと思われる．即ち，秋には台風などの影響で降水量が多くなり， wash out 効果により，大気中のＰＭは洗い落とされ，存在量が減少するためと考えられる．一方冬は，関東南部の平野部
では降水量が少なく，大気中のＰＭ存在量が増加する傾向にあり，高い値を示すものと思われる．
図７にＰＭにおける月間降水量と 210 Pb 放射能の関係を示す．図７より降水量がおよそ 80 ｍｍ以下で 210 Pb 放射能は急激に減少し，降水量が 100ｍｍを超えると 210 Pb 放射能は緩やかな減少となっている．これは，図１に示したように， wash

図５out 効果によるものと考えられる．また，降水量

ＰＭにおける月間降水量当たりの 210Pb 放射能と7
Be 放射能の少ない冬に高い 210 Pb 放射能が検出されている．
このことからも，核種の挙動は降水現象に支配されていると言える．

3-3 ＰＭにおける 210Pb 及び 7Be 放射能と風向
表１にＰＭにおける 210 Pb と 7Be 放射能の風向依存性について示す．表１より，降水量当たりの放射能でみると，両核種とも北風時に多いことがさらに明瞭に現れている．また，表２より 210 Pb
図６放射能と 7 Be 放射能の風向別の相関係数は，降水降下物における月間降水量当たりの 210Pb 放射能と7Be 放射能量当たりの放射能に変換することで北風時にR=0.121 から R=0.940 と高い値を示している．これは 210 Pb の起源が主に大陸であること，また 7Beができる．
図６に，降下物における月間降水量当りのの起源が主に高緯度地方（日本の場合は北方）で210Pbあることに起因しているものと思われる．

7放射能と Be 放射能の関係を示す．降下物におい29

図７

ＰＭにおける月間降水量当たりの 210Pb 放射能と降水量4 ．結論

動があることが判明した．
（3）
降水量当たりの 210 Pb 及び 7Be 存在量は，本研究により以下の知見を得た．
（ 1 ） PM 濃度と降水量の関係において， PMPM ，降下物共に降水量が少ない時のほうが多く，が雨水に吸着または溶解されることにより，降水降水量の増加と共に急激に減少するが，その後は，量が多いと PM 濃度は低くなる傾向を示した．こ

ゆるやかな減少となることが判明した．

れは wash out 効果によるものと考えられる．ま（ 4 ） PM における 210 Pb 及び 7Be の風向依存

た， 210 Pb 及び 7 Be 放射能とＰＭ濃度が降水現象

性については，降水量当たりの存在量で見ると，に支配されていることを示唆している．

両核種とも北風時に多いことが分かった．このことは， 210 Pb の起源が主に大陸であるであること，（ 2 ）大気環境における PM 及び降下物中の
210

Pb 及び７ Be は，主に降水現象に支配されておまた 7Be の起源が主に高緯度地方（日本の場合はり，降水量当たりの存在量でみると各々，両核種北方）であることを示唆している．

間および両試料間でよい相関があり，かつ季節変

表１ ＰＭにおける 210Pb 及び 7Be 放射能の風向依存性

表２ 風向別における 210Pb 及び 7Be 放射能の相関関係

30参考文献2 ） 本多照幸，五十嵐康人，青山道夫，廣瀬勝己：大1 ） K.Hirose, T.Honda, S.Yagishita, Y.Igarashi and

気降下物中の 210Pb および 7Be 濃度の変動とその要

M.Aoyama: Deposition behavior of 210Pb ， ７ Be

因，フィッション・トラック ニュースレター，第and thorium isotopes observed in Tsukuba and

17 号， 47-49 （ 2004 ）Nagasaki, Japan ， Atmospheric Environment,
38, 6601-6608 （ 2004 ）31