フィッション・トラック

ニュースレター第33号

15 - 18

2020年

原子力機構におけるFTおよび(U-Th)/He分析施設の現状と展望
末岡茂*・島田耕史*・菅野瑞穂*・横山立憲*

Current status and prospects of FT and (U-Th)/He dating laboratory
at Japan Atomic Energy Agency

Shigeru Sueoka*, Koji Shimada*, Mizuho Kanno*
and Tatsunori Yokoyama** 日本原子力研究開発機構，Japan Atomic Energy Agency

はじめにと．

究所では，高レベル放射性廃棄物の地層処分技象としていたが，昨年度よりジルコンの分析も加えて，これまではアパタイトのみを測定対

日本原子力研究開発機構の土岐地球年代学研視野に入れて，新たに実験環境の整備を開始し術に関する研究開発等の一環として，最先端のた．ジルコンを埋め込むPFAテフロンは，従来放射年代測定技術の開発，テフロクロノロジー

はトヨフロンが供給元であったが（Danhara等を含めた編年技術の高度化と年代測定手法のet al., 1993），現在は生産を中止しているた標準化を目指している．2019年現在，本研究め，淀川ヒューテック社より購入した．マウン所で測定可能な熱年代学的手法には，開発中のトエッチング用の電気炉（Tagami et al.,手法を含めると，FT法，ルミネッセンス法，1988）は，京都の栄光電機で30年以上前に製E S R 法 ， ( U -T h ) / H e 法 ， K- A r 法 ， U - P b 法

作されたものだが，現在では製造しておらず，（CHIME法含む）が挙げられる．本稿ではそ代わりの製作会社を検討中である．のうち，50〜300℃程度を対象とした熱履歴解

今後の検討課題としては，ジルコンを用いた

析 手 法 と して 広 く 用 い ら れて い る F T 法 お よ

場合のTrakScanの測定条件の最適化や，淀川び(U-Th)/He法の測定施設の現状と展望を紹介する．

ヒューテック社製PFAテフロンの性能の確認，FTラボの現状と展望

ン濃度測定のノウハウの蓄積などが挙げられ合研究開発センターに，本邦初となるFT自動従い，NIST SRM 610ガラス（Pearce et al.,LA-ICP-MSによるアパタイト／ジルコンのウラる．後者については，Hasebe et al. (2013)に

FT分析については，同じ原子力機構の敦賀総1997）を用いた外部標準法を検討予定であ計測装置（AutoScan社製 TrakScan；図1a）る．

を2019年7月に導入した．これにより，FT計測の迅速化に加え，従来は測定者の経験頼り(U-Th)/Heラボの現状と展望だったFTの認定について，大幅な改善が可能(U-Th)/He法については，ASI社製のHe質量となった．また，FT計測箇所はすべて擬似3次分析計Alphachron（図1b）を新たに導入し，元画像として記録されるため，データが自動的He測定を大幅に効率化した．土岐地球年代学にアーカイブされるのも大きな利点である．例

研究所が従来所有していたHe質量分析計（山えば，LA-ICP-MSを用いた破壊分析によるウ田・山崎，2010）は，一度に搭載できる試料

ラン濃度測定の後で，FT計測箇所を見直すこ

数 が 1 6 点 ま で で， バル ブ 操 作 ， レ ー ザ ー 照とも可能である．装置の原理については

射，Qマス測定等は，基本的にマニュアル操作

Gleadow et al. (2009, 2019)を，測定結果のであった．Alphachronの場合，一度に25試料例は島田・末岡（2020）をそれぞれ参照のこ

15

の搭載が可能な上，一連の測定は自動化されてalpha-stopping distances on (U‒Th)/Heいる．試料を搭載し，各ラインの真空度が十分ages. Geochim. Cosmochim. Acta, 60,に下がった後は，既定のシーケンスを組み合わ4223-4229.

せて実行すれば，ブランク，標準ガス，未知試

Gleadow, A.J.W. et al. (2009) Coincidence

料，re-extract（Heが完全に抽出されたか確認

mapping: A key strategy for theするための再加熱）を含めた一連の測定が自動

automatic counting of ﬁssion tracks inで実行可能である．今回導入したAlphachron

natural minerals. Geol. Soc. Spec. Pub.

で測定した，年代標準ジルコンFish Canyon

London, 324, 25-36.

Tuﬀ (28.5 0.2; Gleadow et al., 2015)，およGleadow, A.J.W. et al. (2015) The FishびNisatai Dacite (22.8 1.0; Tagami et al.,

Canyon Tuﬀ: Anew look at an old low-1995）の(U-Th)/He年代の予察結果は，表1のtemperature thermochronology

通りである．

standard. Earth Planet. Sci. Lett., 424,

今後の課題は親核種（U，Th，Sm）濃度の95-108.

測定で，海外のラボでは同位体希釈法が一般にGleadow, A.J.W. et al. (2019) The future of採用されている（Evans et al., 2005）．しかﬁssion-track thermochronology. Inし，日本国内ではUやThのスパイクの使用が困

Malusá, M.G. and Fitzgerald, P.G. (eds.)

難なため，内標準を用いた検量線法の検討を継Fission-track thermochronology and its

続する．またジルコンの融解については，アルapplication to geology, 77-92.

カリ溶融法と脱塩処理による方法が従来検討さHasebe, N. et al. (2013) Zeta equivalent

れていたが（山田・國分，2012），UとThの

ﬁssion-track dating using LA-ICP-MS

回収率が安定しない問題があったため，Parrand examples with simultaneous U‒Pb

Bomb法等，他の(U-Th)/Heラボで実績がある

dating. Isl. Arc, 22, 280-291.

手法の導入を計画中である．

Pearce, N.J.G. et al. (1997) A compilation of
new and published major and trace

謝辞

element data for NIST SRM 610 and

本報告は経済産業省資源エネルギー庁委託事

NIST SRM 612 glass reference

業「平成30年度高レベル放射性廃棄物等の地materials. Geostd. News Lett., 21,層処分に関する技術開発事業（地質環境長期安115-144.

定性評価技術高度化開発）」の成果の一部であ

島田耕史・末岡る．

茂（2020）FT 自動計測装置を用いたアパタイトFT 密度測定作業時間と結果. フィッション・トラックニュース
レター，33，印刷中．

引用文献

Shuster, D.L. et al. (2006) The inﬂuence ofDanhara, T. et al. (1993) The PFA sheet: An

natural radiation damage on helium

improved mounting material for ﬁssion

diﬀusion kinetics in apatite. Earthtrack analysis of zircon. Nucl. Tracks

Planet. Sci. Lett., 249, 148-161.

Radiat. Meas., 21, 283-285.

Tagami, T. et al. (1995) K-Ar biotite andEvans, N.J. et al. (2005) Determination ofIwate Prefecture, ﬁssion-track zircon

uranium and thorium in zircon, apatite,

Japan: A candidate ages of the Nisatai

and ﬂuorite: Application to laser (U‒Th)/

Dacite, for Tertiary age standard.

He thermochronology. Jour. Anal.

Geochem. J., 29, 207-211.

Chem., 60, 1159-1165.

Tagami, T. et al. (1988) Fission track dating

Farley, K.A. et al. (1996) The eﬀects of long16

using external detector method: A

フィッション・トラックニュースレター，

laboratory procedure. Mem. Fac. Sci.

23，34-35．

Kyoto Univ., 53, 14-30.

山田国見・國分陽子（2012）ジルコン(U-Th)/

山田国見・山崎誠子（2010）JAEA東濃地科学

He法におけるジルコン分解と脱塩処理.

センターにおける新しい(U-Th)/He年代用フィッション・トラックニュースレター，

同 位 体 希 釈 法 ⁴ H e 定 量 シス テム の 紹 介 .

25，54-55．

(a) デジカメ

制御用PC＋モニター2台

光学顕微鏡（Zeiss M2m）

専用ソフト×2
・TrackWorks
・FastTrack

自動XYステージ(b)
図1．(a) 敦賀総合研究開発センターのFT自動計測装置（TrakScan）．(b) 土岐地球年代学研究所のHe質量分析計（Alphachron）．

17

表1．年代標準ジルコンの(U-Th)/He年代測定結果（速報値）．
Graincode

Grain geometry
Length 1 Length 2 Width 1 Width 2
[μm]
[μm]
[μm]
[μm]

Mass
[μg]

238
U
[ppm]

232
Th
[ppm]

Th/U

4
He
[ncc/mg]

FT

eU
[ppm]

Age [Ma]
Raw

Corr.

Fish Canyon Tuff (ZHe: 28.5 ± 0.2 Ma; Gleadow et al., 2015)
FC3-013204124100

785.1356.9213.00.6

978.0

0.80

406.9

19.7

24.5

FC3-015

291

175

105

96

10.2

202.4

100.9

0.5

870.4

0.80

226.1

31.6

39.5

FC3-103

273

144

119

90

9.8

356.9

213.0

0.6

1106.5

0.80

406.9

22.3

27.8

FC3-108

212

13882

77

4.5

342.0

182.1

0.5

1066.0

0.74

384.8

22.7

30.7

Nisatai Dacite (ZFT: 22.8 ± 1.0 Ma, BtK-Ar: 21.0 ± 0.3 Ma; Tagami et al., 1995)
NST02-011

317

169

133

115

16.1

202.9

139.0

0.7

545.5

0.84

235.5

19.0

22.7

NST02-012

269

18274

775.7

218.2180.7

0.8

507.7

0.74

260.7

16.021.7

NST02-018

2511311061038.9

104.2

81.3

0.8

366.9

0.80

123.3

24.4

30.7

NST02-107

19412010186

5.1

141.8

122.1

0.9

592.4

0.77

170.5

28.5

36.9

NST02-108

199

1256879

3.6

236.3

186.5

0.8

605.8

0.73

280.2

17.8

24.5

NST02-109275

193

6971

5.1

111.0

105.3

0.9

415.9

0.71

135.7

25.1

35.2

U-Th濃度測定はメルボルン大学のBarry Kohn教授に依頼した. FTはα放出の較正因子 (Farley etal., 1996），eUは放射線損傷の指標（Shuster et al., 2006）．Reference ageより古い粒子は，U-Th濃度の不均質やジルコンの融解が不完全だった等の影響が考えられる．

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