フィッション・トラック

ニュースレター

第34号

19 - 212021年

ジルコンのアルファリコイルトラック年代測定に向けた取り組み：
アメリシウム線源の吟味

中島大輝*・長谷部徳子*・山田記大*・横山明彦*
Towards the zircon alpha recoil track dating :Test of americium radiation source

Taiki Nakashima*, Noriko Hasebe*, Norihiro Yamada*and Akihiko Yokoyama** 金沢大学, Kanazawa Universityｓ

1. はじめに発生させることに成功しているが，²⁵²Cfはアル時間軸を与える最も基礎的なデータの一つであ

パッタリング現象により周辺を汚染してしまう

ファ壊変だけでなく，自発核分裂するため，ス

地球科学において年代値は過去の現象に対し危険がある．そこで本研究では²⁴¹Amを利用しる．放射壊変を利用した年代測定法のひとつて，同様の実験が可能であるか検証した．線源に，アルファ壊変時に親核種が反跳して形成さとしては，金沢大学アイソトープ理工研究施設

れる放射線損傷を利用するアルファリコイルト

所蔵の3 MBqの線源と，²⁴¹Am溶液から金属板ラック法 (ART法) がある．に電着させたものの二つを使用した．その後，早坂ほか (2018) では，ジルコンでART年代線源の上に真空下で照射したい試料をのせ，一測定を行った．しかし，年代既知のジルコンで定時間放置し，エッチングを行ってARTができARTを数え，年代測定を行ったところ，期待ているかを確認する．今回は照射試料として，される年代よりも若く見積もられた．その原因白雲母を用いて観察を行った．白雲母は劈開面として，ARTの認定の不正確さによるART数のを観察することにより，ノイズや研磨の影響を過小評価やARTの形成過程が不明なため経過考慮する必要がなく，またエッチングにより時間に比例してARTが増加しているのかどうかARTを大きくできるため，顕微鏡で容易にがわからないことが考えられる．そのことを確ARTを観察することができる (Gogen and

認するためには，ジルコンに人工的にARTを発Wagner, 2000)．

生させ，観察することが必要である．本研究ではARTが時間とともに増加するか確認する最

3. 実験

初のステップとして，鉱物に人工的にARTを作る方法を確立することを目的とする．

白雲母に元から存在するトラックをなくすため，Hashimoto (1980) に基づき，500 ℃で2. 人工的なARTの発生

5 時 間 の ア ニ ー リ ング を 行 っ た ． 電 着 板 はファ崩壊する重元素を鉱物表面に作用させる必

プロピルアルコールに溶解させ，直径2センチ

952.8 Bq/g の²⁴¹Am溶液から1 ml 採取しイソARTを人工的に発生させるためには，アルの薄い金属プレートに400Vの電圧を1時間か要がある．放射性元素はアルファ壊変を行うもけて作成した．その後線源の上に白雲母をののを用い，アルファ壊変によって動いた原子核せ，真空下で一定時間放置し，エッチングをが鉱物の方へ移動することによって，ARTを形行った後，顕微鏡で観察した．1 mm四方20カ成する．²⁵²Cfを利用した実験 (Hashimoto

所観察し，トラックを計数し平均をとった．今et al., 1980) では，白雲母に人工的にARTを19

回，真空容器としてハンドポンプを用いた小型様々なパターンで照射を行ったが，照射時間にデシケータ，ドライポンプを用いた大型デシ比例してトラックが増加しなかった．作成した

ケータ，ロータリーポンプが接続された炭素蒸4.5 cpsの電着板は，付着しているアメリシウ着装置の3種類を用いた．

ム濃度が低いこと，3 MBqの金属板は表面が金やパラジウムで覆われていることもあり，娘核種が空気中へ飛び出しにくくなっているので4. 結果と考察はないかと考えられる．

4.1. 電着板のアメリシウムの分布
アルファ線スペクトロメーターで測定したと5. まとめ

ころ，電着板の放射能は4.5 cpsであった．また作成した電着板に均質にアメリシウムが分布²⁴¹Amを利用した人工的なART作成のためにしているかイメージングプレートを使用して確様々な方法で検討を行ったが，うまくいかな認した (図1)．比較的均質に電着できているかった．この結果をもとに，より濃度の高い電が，上部は放射能の検出率が悪いことがわか

着板を作成する方法，最適な照射方法，真空条る．これはアメリシウムの電着後，表面を乾燥件を考えていく必要がある．Singh et al.

させる際にアルコールの蒸発速度にムラがあっ(2010) などを参考に計数する ARTを認定したたためだと考えられる．照射を行う際は電着板が，アニーリングをしても無くならなかったこの下部に白雲母を置くようにした．とから，白雲母でのARTの認定についても今後議論する必要があると思われる．

4.2. 白雲母のアニーリング
500℃で6時間を行ったが，エッチングして顕文献

微鏡で観察を行うとトラックが見られる箇所がGogen and Wagner (2000) Alpha-recoil

いくつもあり，うまくアニーリングを行うこと

track dating of Quaternary volcanics.

ができなかったため，温度を650℃に設定し，Chemical Geol. Isot. Geosci., 166,

6時間アニーリングを行った．しかし，500℃127-137の場合と変化が見られず，トラックの数が減少

Hashimoto et al. (1980) Alpha-recoil track

している様子も見られなかった．したがって，

fromation on muscovite and

今回の研究では照射していない白雲母に存在しmeasurement of recoil-range using ²⁵²Cf-ているトラックの平均値を取り，照射後のトsources. Nucl. Tracks, 4, 263-269

ラックの個数と比較することとした．

早坂ほか (2018) 原子間力顕微鏡を用いたジルコンのαリコイルトラック年代測定.

4.3. アメリシウムの照射とARTの計数

フィッショントラックニュースレター, 31,

白雲母を1 mm四方で20カ所観察し，ARTを20-22計数し平均をとった (表1,表２)．ARTとして，

Singh et al. (2010) Morphology of heavy

図２の写真に示されているひし形のトラックを

ions irradiated mica. Rad. Phy. Chem.,

計数した．線源，照射時間，真空容器を変え，

79, 1180-1188

20

GogenWagner(2000)
Chemical
Geosci.,
127-137
Gogenand andWagner(2000)
ChemicalGeol.Geol.
Isot.Isot.
Geosci.,166, 166,
127-137
References:
References:
早坂ほか(2018)
フィッショントラックニュースレター,
31, 20-22
早坂ほか(2018)
フィッショントラックニュースレター,
31, 20-22
GogenandWagner(2000)
ChemicalGeol.
Isot.
Geosci.,166,
127-137
Gogenand et
WagnerChemical
Geol.
Geosci., 166, 127-137
Hashimotoal.(2000)(1980)
Nucl.
Tracks,4, Isot.
263-269
Hashimotoal.et(1980)
Nucl.
Tracks,4,263-269
早坂ほか(2018) フィッショントラックニュースレター,
フィッショントラックニュースレター, 31,31, 20-22
20-22
早坂ほか(2018)
Singhal. (2000)
Chem.,
79, 1180-1188
Singhet al.et(2000)
Rad.Rad.
Phy.Phy.
Chem.,
79, 1180-1188
Hashimoto etet al.
al. (1980)(1980) Nucl.
Nucl. Tracks,Tracks, 4,4, 263-269
263-269
HashimotoSingh etet al.
al. (2000)(2000) Rad.
Rad. Phy.
Phy. Chem.,
Chem., 79,
79, 1180-1188
1180-1188
Singh

1. イメージングプレートの結果
図 1.図
イメージングプレートの結果
図1. イメージングプレートの結果

2. 観察したトラックの外形
図 2.図観察したトラックの外形
図2. 観察したトラックの外形

照射時間
平均(個/mm²)
標準偏差(個/mm²)
標準誤差(個/mm²)使用した容器線源 線源
照射時間
平均(個/mm²)
標準偏差(個/mm²)
標準誤差(個/mm²)
図1.使用した容器
イメージングプレートの結果
図 2.
2.
観察したトラックの外形
図1.
イメージングプレートの結果
図観察したトラックの外形
4.5cps3MBq3MBq
4.5cps
表1. ART係数結果（線源から1 mm離して照射）
照射なし
照射なし
使用した容器線源
大型デシケータ
大型デシケータ○
使用した容器線源 ○4.5cps
4.5cps
照射なし
炭素蒸着装置炭素蒸着装置
照射なし
大型デシケータ○
大型デシケータ○

3.3 3.3
1.4 1.4
0.6 0.6
照射時間
平均(個/mm²)
標準偏差(個/mm²)
標準誤差(個/mm²)
15時間 平均(個/mm²)
15時間
3.9 3.9
1.4 1.4
0.6 0.6
照射時間
標準偏差(個/mm²)
標準誤差(個/mm²)
3MBq
○19時間
○19時間
2.7 2.7
1.9 1.9
0.8 0.8
3MBq
3.3 2.8
1.41.50.60.6○ ○2時間2時間2.8
1.50.60.6
3.3
1.4
15時間
3.9
1.4
0.60.6
18時間
○ ○
18時間
2.5
1.31.41.3
0.60.615時間
3.9 2.5○19時間
2.7
1.90.8
1. ART
計数結果(線源から離して照射)○ 1mm1mm
19時間
2.7
1.90.8
表 1.表
ART
計数結果(線源から離して照射)
炭素蒸着装置○2時間
2.8
1.50.6
炭素蒸着装置○2時間
2.8
1.50.6○18時間
2.5
1.30.618時間
2.5
1.30.6使用した容器 線源 線源 ○照射時間
平均(個/mm²)
標準偏差(個/mm²)
標準誤差(個/mm²)使用した容器
照射時間
平均(個/mm²)
標準偏差(個/mm²)
標準誤差(個/mm²)

表 1.
1. ART
ART 計数結果(線源から計数結果(線源から 1mm1mm 離して照射)
表
4.5cps3MBq3MBq 離して照射)
4.5cps
表2. ART係数結果（線源に直接置いて照射）
照射なし
照射なし
3.3 3.3
使用した容器
真空なし
真空なし
使用した容器線源線源
4.5cps
4.5cps
小型デシケータ
照射なし
小型デシケータ
○ ○
照射なし
○ ○
真空なし
真空なし
大型デシケータ
大型デシケータ
○ ○

○

○

3MBq
○
○
3MBq

1.4

1.4

0.6

0.6

照射時間
平均(個/mm²)
標準偏差(個/mm²)
標準誤差(個/mm²)10分 平均(個/mm²)
10分
4.4 4.4
1.3 1.3
0.6 0.6
照射時間
標準偏差(個/mm²)
標準誤差(個/mm²)
20分 20分
4.5 4.5
1.5 1.5
0.6 0.6
14時間
14時間

4日
10分4日
10分
14時間
20分14時間
20分
1時間
1時間
小型デシケータ○
14時間
小型デシケータ○
14時間
炭素蒸着装置 ○炭素蒸着装置○ ○1時間
4日 1時間
○
4日
○
2時間
○
2時間
大型デシケータ○
14時間
大型デシケータ
○
14時間
○
1時間
2. ART
計数結果(線源に直接置いて照射)
表 2.表
ART
計数結果(線源に直接置いて照射)○
1時間
炭素蒸着装置○1時間
炭素蒸着装置
○
1時間
○
2時間
○
2時間

○
○
○
○
○ ○

表 2.
2. ART
ART 計数結果(線源に直接置いて照射)
計数結果(線源に直接置いて照射)表

217.43.3 7.4
3.3
3.24.4 3.2
4.4
4.34.5 4.3
4.5
3.07.4 3.0
7.4
2.93.2 2.9
3.2
3.44.3 3.4
4.3
3.0
3.0
2.9
2.9
3.4
3.4

2.41.42.4
1.4
1.31.31.3
1.3
2.01.52.0
1.5
1.42.41.4
2.4
1.21.31.2
1.3
1.12.01.1
2.0
1.4
1.4
1.2
1.2
1.1
1.1

1.00.61.0
0.6
0.60.60.6
0.6
1.00.61.0
0.6
0.61.00.6
1.0
0.60.60.6
0.6
0.41.00.4
1.0
0.6
0.6
0.6
0.6
0.40.4