Ｐｕ定量分析方法
【課題】Ｃａ等のα線計測を妨害する夾雑元素を多く含む分析対象試料溶液であっても、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を用いてＰｕを定量分析することが可能なＰｕ定量分析方法を提供すること。
【解決手段】分析対象試料溶液１０のＰｕを定量分析するＰｕ定量分析方法において、分析対象試料溶液１０に希土類化合物および鉄化合物を添加して、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を生成する水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１と、水酸化鉄共沈物１２を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液１３にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物１５を生成する希土類フッ化物共沈工程Ｓ１０４と、希土類フッ化物共沈物１５から作製した測定用試料１６を放射線計測してＰｕを定量分析する放射線計測工程Ｓ１０７と、を有するＰｕ定量分析方法。
【解決手段】分析対象試料溶液１０のＰｕを定量分析するＰｕ定量分析方法において、分析対象試料溶液１０に希土類化合物および鉄化合物を添加して、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を生成する水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１と、水酸化鉄共沈物１２を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液１３にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物１５を生成する希土類フッ化物共沈工程Ｓ１０４と、希土類フッ化物共沈物１５から作製した測定用試料１６を放射線計測してＰｕを定量分析する放射線計測工程Ｓ１０７と、を有するＰｕ定量分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｐｕ（プルトニウム）定量分析方法に関し、特に、環境から採取した試料のＰｕ量を、α線スペクトロメトリー等の放射線計測により定量分析するＰｕ定量分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プルトニウム（Ｐｕ）は主に原子力発電の燃料に含まれるウラン２３８（２３８Ｕ）から生成される。
【０００３】
Ｐｕは、放射性廃棄物を埋設処分した場合における安全評価の対象核種の一種に指定されている。このため、埋設処分場近辺の土壌や水等の環境試料について、Ｐｕ濃度分析が実施されている。
【０００４】
従来、Ｐｕ濃度分析法の一つとして共沈法が知られている。共沈法は、たとえば、環境試料から作製したＰｕを含む分析対象試料溶液に、ランタン（Ｌａ）、 ネオジム（Ｎｄ）等の希土類元素を加え、さらにフッ化水素（ＨＦ）を添加することにより、分析対象試料溶液中のＰｕを希土類フッ化物との共沈物（希土類フッ化物共沈物）に取り込んだ後、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を行って希土類フッ化物共沈物中のＰｕを定量分析するものである。分析対象となるＰｕは、たとえば、２３８Ｐｕ、２３９Ｐｕ、２４０Ｐｕ等である。
【０００５】
共沈法では、分析精度を高めるために、Ｐｕの回収率をなるべく正確に評価することが好ましい。ここで、Ｐｕの回収率とは、分析対象試料溶液中のＰｕ量に対する希土類フッ化物共沈物中のＰｕ量の割合である。Ｐｕの回収率をなるべく正確に評価するため、Ｐｕ濃度分析の分析対象試料溶液には、通常、トレーサとして２４２Ｐｕが混入される。
【０００６】
２４２Ｐｕは、Ｐｕ同位体であるため測定対象である２３８Ｐｕ、２３９Ｐｕ、２４０Ｐｕ等の核種と化学的挙動が同等であるとともに、通常の環境試料に含まれる量が微量である。このため、環境試料から作製した分析対象試料溶液にトレーサとして２４２Ｐｕを加えても、２４２Ｐｕの測定量に悪影響を与えるおそれが小さい。
【０００７】
具体的には、通常の環境試料は２４２Ｐｕの含有量が微量であるため、この環境試料から作製した分析対象試料溶液に２４２Ｐｕトレーサを添加しても２４２Ｐｕの回収率を正確に算出しやすい。
【０００８】
また、この２４２Ｐｕトレーサ自体の回収率は、２４２Ｐｕと化学的挙動が同等である２３８Ｐｕ、２３９Ｐｕ、２４０Ｐｕ等のＰｕ同位体の回収率とほぼ同じであるとみなすことができる。
したがって、２４２Ｐｕは、Ｐｕの定量分析のトレーサとして好適である。
【０００９】
このように、２４２Ｐｕ等のＰｕのトレーサを含む希土類フッ化物共沈物から作製した測定試料に対してα線スペクトロメトリー等の放射線計測を行うと、２３８Ｐｕ、２３９Ｐｕ、２４０Ｐｕ等のＰｕ同位体の定量分析が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３１７２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、環境試料が放射性廃棄物の埋設環境で採取されたものである場合、環境試料中に埋設環境のセメントから溶出したカルシウム（Ｃａ）が多く含まれることがある。
【００１２】
このＣａ濃度が高い環境試料から作製した分析対象試料溶液を共沈法で分析すると、分析対象試料溶液へのＨＦの添加時にＣａＦ２が多量に生成し、希土類フッ化物共沈物に取り込まれて、ＣａＦ２を多く含む希土類フッ化物共沈物が生成する。
【００１３】
しかし、ＣａＦ２はα線計測等の放射線計測を妨害するため、このようなＣａＦ２を多く含む希土類フッ化物共沈物では、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を用いてＰｕを定量分析することが困難であるという課題があった。
【００１４】
また、トレーサとして放射性核種である２４２Ｐｕを用いると、Ｐｕ定量分析の分析操作の場所が放射線管理区域内に限られることになる。このため、トレーサとして２４２Ｐｕを用いた場合は、Ｐｕ定量分析の効率が悪くなるという課題があった。
【００１５】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、Ｃａ等のα線計測を妨害する夾雑元素を多く含む分析対象試料溶液であっても、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を用いてＰｕを定量分析することが可能なＰｕ定量分析方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、２４２Ｐｕ等のＰｕ同位体からなるトレーサを用いずにＰｕを定量分析することが可能なＰｕ定量分析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、分析対象試料溶液に鉄（Ｆｅ）を添加してＰｕを含む鉄共沈物を作製し、このＰｕを含む鉄共沈物と、ろ液中に含まれるＣａ等の放射線計測を妨害する夾雑元素とを分離すれば、Ｃａ等の放射線計測を妨害する夾雑元素を実質的に含まない希土類フッ化物共沈物を作製ができ、α線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕ定量分析が可能になることを見出して完成されたものである。
【００１８】
また、本発明は、希土類フッ化物共沈物を作製するための希土類元素としてＳｍを用い、このＳｍ中の天然放射性同位体１４７Ｓｍを、２４２Ｐｕ等のＰｕ同位体からなるトレーサの代わりとして用いれば、１４７Ｓｍの回収率をＰｕの回収率として評価することが可能であることを見出して完成されたものである。
【００１９】
すなわち、本発明のＰｕ定量分析方法は、上記課題を解決するためのものであり、分析対象試料溶液のＰｕを定量分析するＰｕ定量分析方法において、前記分析対象試料溶液に希土類化合物および鉄化合物を添加して、前記希土類元素を含む水酸化鉄共沈物を生成する水酸化鉄共沈工程と、前記水酸化鉄共沈物を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物を生成する希土類フッ化物共沈工程と、前記希土類フッ化物共沈物から作製した測定用試料を放射線計測してＰｕを定量分析する放射線計測工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のＰｕ定量分析方法によれば、Ｃａ等の放射線計測を妨害する夾雑元素を多く含む分析対象試料溶液でも、α線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕ定量分析が可能になる。
【００２１】
また、本発明のＰｕ定量分析方法によれば、トレーサとして２４２Ｐｕ等の放射性物質を用いずに１４７Ｓｍ等の希土類元素を用いるため、放射線管理区域外でα線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕ定量分析が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【図３】実施例１のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【図４】実施例１のα線スペクトルを示すグラフである。
【図５】実施例２のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【図６】比較例１のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［Ｐｕ定量分析方法］
本発明のＰｕ定量分析方法は、分析対象試料溶液のＰｕを定量分析するＰｕ定量分析方法であり、前記分析対象試料溶液に希土類化合物および鉄化合物を添加して、前記希土類元素を含む水酸化鉄共沈物を生成する水酸化鉄共沈工程と、前記水酸化鉄共沈物を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物を生成する希土類フッ化物共沈工程と、前記希土類フッ化物共沈物から作製した測定用試料を放射線計測してＰｕを定量分析する放射線計測工程と、を有する。
本発明のＰｕ定量分析方法について、図面を参照して説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順１を示す図である。
【００２５】
＜分析対象試料溶液の調製＞
第１の実施形態のＰｕ定量分析方法では、はじめに分析対象試料溶液１０を調製する。第１の実施形態のＰｕ定量分析方法に用いられる分析対象試料溶液１０としては、たとえば、環境試料から作製した水溶液が挙げられる。なお、環境試料が水や水溶液等の液体試料であるときは、環境試料をそのまま分析対象試料溶液１０として用いてもよい。
【００２６】
環境試料としては、たとえば、大気中の降下物、海水、埋設処分場近辺の土壌、埋設処分場近辺の陸水等が挙げられる。
【００２７】
なお、埋設処分場近辺の土壌や陸水は、埋設処分場のセメントから溶出したカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属が夾雑元素として多く含まれやすい。Ｃａ等のアルカリ土類金属は、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を妨害する夾雑元素となるおそれがある。
【００２８】
たとえば、Ｃａを多く含む分析対象試料溶液１０は、従来の共沈法で分析すると、分析対象試料溶液へのＨＦ３５の添加時にα線スペクトロメトリー等の放射線計測を妨害するＣａＦ２が多量に生成し、このＣａＦ２は希土類フッ化物共沈物に取り込まれる。このため、従来の共沈法ではα線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕの定量分析が困難であった。
【００２９】
これに対し、本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法では、分析対象試料溶液１０からＣａを除去する工程を有しているため、Ｃａを多く含む分析対象試料溶液１０でも共沈法でα線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕを定量分析することが可能になっている。
【００３０】
分析対象試料溶液１０としては、たとえば、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５ｇ／Ｌ以上、好ましくは１．０ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは１．５ｇ／Ｌ以上含むものであってよく、また、より好ましくはＣａ（ＯＨ）２の飽和水溶液であってもよい。
【００３１】
＜水酸化鉄共沈工程＞
水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１は、分析対象試料溶液１０に希土類化合物４１および鉄化合物３２を添加して、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を生成する工程である。
【００３２】
水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１で分析対象試料溶液１０に添加する希土類化合物４１としては、たとえば、放射性同位体を含む希土類元素の化合物が挙げられ、より具体的には、天然放射性同位体１４７Ｓｍを含むサマリウム（Ｓｍ）の化合物が挙げられる。希土類化合物４１を構成する希土類元素が放射性同位体を含むものであると、放射線計測工程Ｓ１０７において、希土類元素の放射性同位体４２の同定および定量と、Ｐｕの同定とを同時かつ精度良く行うことができるため好ましい。
【００３３】
サマリウム（Ｓｍ）の化合物としては、硝酸サマリウム（Ｓｍ（ＮＯ３）３）４１等の水溶性のサマリウム（Ｓｍ）化合物や、サマリウムが挙げられる。
【００３４】
サマリウム（Ｓｍ）化合物は、Ｓｍ中に天然放射性同位体として含まれる１４７Ｓｍの希土類フッ化物共沈における挙動がＰｕの希土類フッ化物共沈における挙動と類似するとともに、１４７Ｓｍが天然放射性同位体であり放射線計測が可能であるため、ＳｍをＰｕのトレーサとして用いることができるため好ましい。たとえば、サマリウム（Ｓｍ）中の１４７ＳｍをＰｕのトレーサとして用いることにより、共沈における１４７Ｓｍの回収率を共沈におけるＰｕの回収率とみなすことができる。
【００３５】
水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１で分析対象試料溶液１０に添加する鉄化合物３２としては、たとえば、硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ３）３）３２等の水溶性の鉄（Ｆｅ）化合物が挙げられる。水溶性の鉄（Ｆｅ）化合物の溶解により分析対象試料溶液１０中に鉄イオンが生じると、分析対象試料溶液１０をアルカリ性にするｐＨ調整剤３３の添加により、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）の沈殿が生成する。
【００３６】
なお、分析対象試料溶液１０中にはサマリウム等の希土類元素またはそのイオンが存在するため、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）の沈殿生成の際に、サマリウム等の希土類元素が水酸化サマリウム等の希土類水酸化物として共沈することにより、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成される。また、分析対象試料溶液１０がＰｕを含む場合には、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２は、さらにＰｕも含むものとなる。
【００３７】
一方、分析対象試料溶液中のカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属からなる夾雑元素２３は、実質的に沈殿しないため、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２にほとんど含まれない。
【００３８】
このため、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成した液１１をろ過することにより、ろ滓として得られた希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２と、ろ液２２として得られカルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３を含む水溶液とを、分離することができる。また、分析対象試料溶液１０がＰｕを含む場合には、Ｐｕは希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２に含まれるため、Ｐｕおよび希土類元素と、カルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３とを、分離することができる。
【００３９】
分析対象試料溶液１０に添加されるｐＨ調整剤３３としては、たとえば、ＮａＯＨ水溶液、ＮＨ３水溶液およびＫＯＨ水溶液の少なくとも１種からなるｐＨ調整剤が用いられる。
【００４０】
これらのｐＨ調整剤は、分析対象試料溶液１０を、通常ｐＨ１０以上、好ましくはｐＨ１０．５以上、さらに好ましくはｐＨ１１以上にｐＨ調整するまで、分析対象試料溶液１０に添加される。これにより、分析対象試料溶液１０中に水酸化鉄共沈物１２が生成される。
【００４１】
なお、本工程において、分析対象試料溶液１０は、希土類化合物４１およびｐＨ調整剤３３を添加する前に、酸３１を加えて予め酸性にしておくことが好ましい。分析対象試料溶液１０を予め酸性にしておくと、ｐＨ調整剤３３の添加前に分析対象試料溶液１０中に沈殿が生じ難くなるため、Ｐｕの定量分析の精度が高くなる。希土類化合物４１およびｐＨ調整剤３３を添加する前に分析対象試料溶液１０に予め加えられる酸３１としては、たとえば、塩酸および硝酸の少なくとも１種からなる酸が挙げられる。
【００４２】
＜ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程＞
ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程Ｓ１０２は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成した液１１をろ過することにより、水酸化鉄共沈物１２を回収するとともに、カルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３を含むろ液２２を、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２から分離する工程である。
【００４３】
本工程のろ過方法としては、たとえば、孔径が、通常０．３μｍ以上、好ましくは０．４μｍ以上、さらに好ましくは０．４５μｍ以上のメンブレンフィルター等のろ紙を用いたろ過方法が用いられる。
また、ろ過方法は、吸引ろ過であると、ろ過速度が高いため好ましい。
【００４４】
ろ紙を用いたろ過方法では、ろ滓として希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が得られ、ろ液２２としてカルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３を含む水溶液が得られる。
【００４５】
＜水酸化鉄共沈物溶解工程＞
水酸化鉄共沈物溶解工程Ｓ１０３は、回収した希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を酸３４で溶解して水酸化鉄共沈物溶解液１３を作製する工程である。
希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を溶解する酸３４としては、たとえば、塩酸および硝酸の少なくとも１種からなる酸が挙げられる。
【００４６】
希土類元素を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３は、鉄イオンに加え、少なくとも希土類元素イオンを含む。また、分析対象試料溶液１０がＰｕを含む場合には、水酸化鉄共沈物溶解液１３は、さらにＰｕも含む。
【００４７】
＜希土類フッ化物共沈工程＞
希土類フッ化物共沈工程Ｓ１０４は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液１３にフッ化物３５を添加して希土類フッ化物共沈物１５を生成する工程である。
【００４８】
水酸化鉄共沈物溶解液１３にフッ化物３５を添加すると、水酸化鉄共沈物溶解液１３中の希土類元素イオンとフッ化物イオンとが反応して、液１４中に希土類フッ化物の沈殿が生成する。たとえば、希土類元素がサマリウムであれば、フッ化サマリウム（ＳｍＦ３）の沈殿が生成される。
【００４９】
また、分析対象試料溶液１０がＰｕを含む場合には、希土類フッ化物の沈殿はＰｕを含む希土類フッ化物共沈物１５となる。
【００５０】
Ｐｕを含む希土類フッ化物共沈物１５が生成される際において、希土類フッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中の希土類元素量に対する希土類フッ化物共沈物１５の生成後の希土類フッ化物共沈物１５中の希土類元素量の比率と、希土類フッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中のＰｕ量に対する希土類フッ化物共沈物１５の生成後の希土類フッ化物共沈物１５中のＰｕ量の比率とは、類似する。
【００５１】
特に、希土類元素がサマリウムである場合は、サマリウムフッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中の１４７Ｓｍ量、に対するサマリウムフッ化物共沈物１５の生成後のサマリウムフッ化物共沈物１５中の１４７Ｓｍ量の比率と、サマリウムフッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中のＰｕ量、に対するサマリウムフッ化物共沈物１５の生成後のサマリウムフッ化物共沈物１５中のＰｕ量の比率とは、ほぼ同一になる。
【００５２】
このため、希土類元素がサマリウムであると、分析対象試料溶液１０に添加された１４７Ｓｍ量に対するサマリウムフッ化物共沈物１５中の１４７Ｓｍ量の回収率、すなわち１４７Ｓｍの回収率と、分析対象試料溶液１０に含まれるＰｕ量に対するサマリウムフッ化物共沈物１５中のＰｕ量の回収率、すなわちＰｕの回収率とはほぼ同一であると評価することができる。
【００５３】
これにより、サマリウムに含まれる天然放射性同位体１４７Ｓｍを、共沈法におけるＰｕのトレーサとして用いることが可能になる。
【００５４】
サマリウムフッ化物共沈物１５中の１４７Ｓｍ量の回収率は、放射線計測工程Ｓ１０７で測定用試料１６中の１４７Ｓｍ量を測定することにより算出される。
【００５５】
＜ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程＞
ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程Ｓ１０５は、希土類フッ化物共沈物１５が生成した液１４をろ過することにより、希土類フッ化物共沈物１５を回収する工程である。
【００５６】
本工程のろ過方法としては、たとえば、孔径が０．１μｍのメンブレンフィルター等のろ紙を用いたろ過方法が用いられる。
また、ろ過方法は、吸引ろ過であると、ろ過速度が高いため好ましい。
【００５７】
＜乾燥工程＞
乾燥工程Ｓ１０６は、希土類フッ化物共沈物１５を乾燥させる工程である。希土類フッ化物共沈物１５を乾燥させると、放射線計測工程に用いられる測定用試料１６が得られる。
【００５８】
希土類フッ化物共沈物１５の乾燥方法としては、たとえば、高温乾燥機内に希土類フッ化物共沈物１５をろ紙ごと載置する方法や、室温で希土類フッ化物共沈物１５をろ紙ごと常温下で放置する方法、たとえば風乾が挙げられる。
【００５９】
＜放射線計測工程＞
放射線計測工程Ｓ１０７は、希土類フッ化物共沈物１５から作製した測定用試料１６を放射線計測してＰｕを定量分析する工程である。
ここで、放射線計測方法としては、たとえば、α線スペクトロメトリーが用いられる。
【００６０】
測定用試料１６に対してα線スペクトロメトリー等の放射線計測を行うと、測定用試料１６中の放射性核種の同定およびその定量が可能になるため、測定用試料１６中の１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２の同定および定量と、Ｐｕの同定が可能になる。
【００６１】
次に、この希土類元素の放射性同位体４２の定量結果と分析対象試料溶液１０中の希土類元素の放射性同位体４２量とから、希土類元素の放射性同位体４２の回収率を算出する。たとえば希土類元素の放射性同位体４２が１４７Ｓｍである場合は、１４７Ｓｍの回収率は、測定用試料１６中の１４７Ｓｍ量を、分析対象試料溶液１０に添加された１４７Ｓｍ量で除することにより算出される。
【００６２】
さらに、希土類元素の放射性同位体４２の回収率を各Ｐｕ同位体の回収率と同一値であると評価した上、α線スペクトロメトリー等の放射線計測による希土類元素の放射性同位体４２のカウンター値と、各Ｐｕ同位体のカウンター値とを比例計算することにより、各Ｐｕ同位体の定量分析が可能になる。
【００６３】
たとえば、希土類元素の放射性同位体４２が１４７Ｓｍである場合は、１４７Ｓｍの回収率を各Ｐｕ同位体の回収率と同一値であると評価した上で、α線スペクトロメトリー等の放射線計測による１４７Ｓｍのカウンター値と、各Ｐｕ同位体のカウンター値とを比例計算することにより、各Ｐｕ同位体の定量分析が可能になる。
【００６４】
ここで、希土類元素の放射性同位体４２の回収率をＰｕ量の回収率として評価することが可能なのは、上記のように、希土類フッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中の希土類元素の放射性同位体４２量、に対する希土類フッ化物共沈物１５の生成後の希土類フッ化物共沈物１５中の希土類元素の放射性同位体４２量の比率と、希土類フッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中のＰｕ量、に対する希土類フッ化物共沈物１５の生成後の希土類フッ化物共沈物１５中のＰｕ量の比率とが、類似するからである。
【００６５】
特に希土類元素の放射性同位体４２が、１４７Ｓｍである場合は、サマリウムフッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中の１４７Ｓｍ４２量、に対するサマリウムフッ化物共沈物１５の生成後のサマリウムフッ化物共沈物１５中の１４７Ｓｍ４２量の比率と、サマリウムフッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中のＰｕ量、に対するサマリウムフッ化物共沈物１５の生成後のサマリウムフッ化物共沈物１５中のＰｕ量の比率とが、ほぼ同一になる。
【００６６】
このように、本発明の第１の実施形態では、分析対象試料溶液１０に添加した希土類元素化合物４１中の希土類元素の放射性同位体４２に対する希土類フッ化物共沈物１５中の希土類元素の放射性同位体４２の回収率、すなわち希土類元素の放射性同位体４２の回収率を、分析対象試料溶液１０中のＰｕ量に対する希土類フッ化物共沈物１５中のＰｕの回収率、すなわちＰｕの回収率として評価することができる。
【００６７】
＜第１の実施形態の効果＞
本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法によれば、Ｐｕのトレーサとして、２４２Ｐｕトレーサに加えてまたは２４２Ｐｕトレーサに代えて、１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２を用いることにより、Ｐｕの回収率およびＰｕの定量分析が可能になる。
【００６８】
すなわち、本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法によれば、分析対象試料溶液１０に添加するＳｍ化合物４１中の１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２を、Ｐｕ量の回収率を評価するトレーサとして用いることにより、２４２Ｐｕトレーサを用いずに、Ｐｕの回収率を評価することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａを示す図である。
第２の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａは、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１に比較して、Ｐｕ定量分析方法の操作手順１の水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１に代えて、分析対象試料溶液１０に精製２４２Ｐｕトレーサ４３をさらに加える操作である水酸化鉄共沈工程Ｓ２０１を行う点、およびＰｕ定量分析方法の操作手順１の放射線計測工程Ｓ１０７に代えて、２４２Ｐｕ４４の計測をさらに行う操作である放射線計測工程Ｓ２０７を行う点で異なり、他の点は実質的に同じである。
【００７０】
このため、図２に第２の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａと、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１とで、同じ構成には同じ符号を付し、符号および作用の説明を省略または簡略化する。
【００７１】
図２に第２の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａの分析対象試料溶液の調製は、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の分析対象試料溶液の調製と同じであるため、説明を省略する。
【００７２】
＜水酸化鉄共沈工程＞
水酸化鉄共沈工程Ｓ２０１は、分析対象試料溶液１０に希土類化合物４１および鉄化合物３２、ならびに精製２４２Ｐｕトレーサ４３を添加して、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを生成する工程である。
【００７３】
水酸化鉄共沈工程Ｓ２０１は、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を添加して、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを生成する点以外は、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００７４】
分析対象試料溶液１０に添加される精製２４２Ｐｕトレーサ４３としては、共沈法でのＰｕ定量分析の際に通常に用いられる精製２４２Ｐｕトレーサが用いられる。
【００７５】
分析対象試料溶液１０に添加された精製２４２Ｐｕトレーサ４３は、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）および希土類水酸化物とともに共沈するため、得られる水酸化鉄共沈物１２Ａは、水酸化鉄、希土類元素に加え精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む共沈物となる。
【００７６】
図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１では、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成した液１１が得られるが、図２に示した水酸化鉄共沈工程Ｓ２０１では、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａが生成した液１１Ａが得られる。
【００７７】
＜ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程＞
ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程Ｓ２０２は、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａが生成した液１１Ａをろ過することにより、水酸化鉄共沈物１２Ａを回収するとともに、カルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３を含むろ液２２を、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａから分離する工程である。
【００７８】
ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程Ｓ２０２は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成した液１１をろ過することにより水酸化鉄共沈物１２を回収することに代えて、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａが生成した液１１Ａをろ過することにより水酸化鉄共沈物１２Ａを回収する点以外は、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１のろ過・水酸化鉄共沈物回収工程Ｓ１０２と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００７９】
＜水酸化鉄共沈物溶解工程＞
水酸化鉄共沈物溶解工程Ｓ２０３は、回収した希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを酸３４で溶解して精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３Ａを作製する工程である。
【００８０】
水酸化鉄共沈物溶解工程Ｓ２０３は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を酸３４で溶解して水酸化鉄共沈物溶解液１３を作製することに代えて、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを酸３４で溶解して精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３Ａを作製する点以外は、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の水酸化鉄共沈物溶解工程Ｓ１０３と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８１】
＜希土類フッ化物共沈工程＞
希土類フッ化物共沈工程Ｓ２０４は、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを溶解した精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３Ａに、フッ化物３５を添加して、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを生成する工程である。
【００８２】
希土類フッ化物共沈工程Ｓ２０４は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液１３に代えて、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを溶解した精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３Ａを用いる点、および希土類フッ化物共沈物１５に代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを生成する点、以外は図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の希土類フッ化物共沈工程Ｓ１０４と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８３】
＜ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程＞
ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程Ｓ２０５は、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａが生成した液１４Ａをろ過することにより、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを回収する工程である。
【００８４】
ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程Ｓ２０５は、希土類フッ化物共沈物１５を含む液１４をろ過することに代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａが生成した液１４Ａをろ過する点、および希土類フッ化物共沈物１５を回収することに代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを回収する点、以外は図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１のろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程Ｓ１０５と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８５】
＜乾燥工程＞
乾燥工程Ｓ２０６は、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを乾燥させる工程である。
精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを乾燥させると、放射線計測工程に用いられる、２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａが得られる。
【００８６】
乾燥工程Ｓ２０６は、希土類フッ化物共沈物１５を乾燥させて測定用試料１６を得ることに代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを乾燥させて２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａを得る点以外は図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の乾燥工程Ｓ１０６と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８７】
＜放射線計測工程＞
放射線計測工程Ｓ２０７は、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａから作製した２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａを放射線計測してＰｕを定量分析する工程である。
【００８８】
放射線計測工程Ｓ２０７は、希土類フッ化物共沈物１５から作製した測定用試料１６を放射線計測することに代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａから作製した２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａを放射線計測する点以外は図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の放射線計測工程Ｓ１０７と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８９】
２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａに対してα線スペクトロメトリー等の放射線計測を行うと、測定用試料１６Ａ中の放射性核種の同定およびその定量が可能になるため、測定用試料１６Ａ中の１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２および２４２Ｐｕ４４の同定および定量が可能になる。
【００９０】
すなわち、測定用試料１６Ａ中の２４２Ｐｕ４４の定量結果と、分析対象試料溶液１０Ａ中の精製２４２Ｐｕトレーサ４３に含まれる２４２Ｐｕ４４量とから、２４２Ｐｕ４４の回収率を算出する。たとえば、２４２Ｐｕ４４の回収率は、測定用試料１６Ａ中の２４２Ｐｕ４４量を、分析対象試料溶液１０に添加された精製２４２Ｐｕトレーサ４３に含まれる２４２Ｐｕ４４量で除することにより算出される。
【００９１】
また、２４２Ｐｕ４４の回収率を各Ｐｕ同位体の回収率と同一値であると評価した上で、α線スペクトロメトリー等の放射線計測による２４２Ｐｕ４４のカウンター値と、各Ｐｕ同位体のカウンター値とを比例計算することにより、各Ｐｕ同位体の定量分析が可能になる。
【００９２】
一方、測定用試料１６Ａ中の希土類元素の放射性同位体４２の定量結果と分析対象試料溶液１０中の希土類元素の放射性同位体４２量とから、希土類元素の放射性同位体４２の回収率を算出する。たとえば希土類元素の放射性同位体４２が１４７Ｓｍである場合は、１４７Ｓｍの回収率は、測定用試料１６Ａ中の１４７Ｓｍ量を、分析対象試料溶液１０に添加された１４７Ｓｍ量で除することにより算出される。
【００９３】
このようにして測定した１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２の回収率と、２４２Ｐｕ４４の回収率とを比較し、１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２の回収率に、２４２Ｐｕ４４の回収率とのズレがなくなるような適切な補正係数を掛けたり足したりする。
【００９４】
このように補正係数により補正された希土類元素の放射性同位体４２の回収率を算出すると、補正された希土類元素の放射性同位体４２の回収率をＰｕの回収率として評価することが可能になる。すなわち、以後は、分析対象試料溶液１０に精製２４２Ｐｕトレーサ４３を添加せずに、１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２を添加することにより、Ｐｕの回収率およびＰｕの定量分析が可能になる。
【００９５】
＜第２の実施形態の効果＞
本発明の第２の実施形態のＰｕ定量分析方法によれば、本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法と同様の効果に加え、希土類元素の放射性同位体４２の回収率と、Ｐｕの回収率とのズレを補正するため、より精度の良いＰｕの定量分析が可能になる。
【実施例】
【００９６】
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。
【００９７】
（実施例１）
［α線計測用試料の作製］
図３は、実施例１のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｂを示す図である。
図３に示されるＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｂは、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１に比較して、分析対象試料溶液１０に代えて２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを用いた点で異なり、その他の点は同じである。
【００９８】
このため、図３に示した実施例１のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｂと、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１とで、同じ構成には同じ符号を付し、符号および作用の説明を省略または簡略化する。
【００９９】
なお、２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａは、１４７Ｓｍの挙動を観察するために、Ｐｕを含まない分析対象試料溶液１０を模して作製したものである。この２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａは、以下の実施例２および比較例１においても実施例１と同様の理由で用いる。
【０１００】
２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを１００ｍｌ用意し、この飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａに３５％ＨＣｌを１ｍｌ添加して液性を酸性とし、さらにＳｍ換算値で０．２ｍｇのＳｍ(ＮＯ３)３を添加した。
【０１０１】
次に、この液に、Ｆｅ濃度が１０００ｐｐｍのＦｅ(ＮＯ３)３水溶液を１０ｍｌ加えた後、１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を徐々に添加して液性をｐＨ＞１０のアルカリ性にしたところ、Ｆｅ(ＯＨ)３沈殿（鉄共沈物）が生成した。
【０１０２】
得られた沈殿を孔径０．４５μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収した。このろ滓を６ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ水溶液（塩酸）の１５ｍｌに溶解した後、溶解液に４６％のＨＦ（フッ化水素酸）を２．５ｍｌ滴下したところ、ＳｍＦ３沈殿（希土類フッ加物共沈物）が生成した。
得られた沈殿を孔径０．１μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収し、乾燥させた。
【０１０３】
［α線計測］
乾燥させたろ滓について、α線スペクトロメトリーでα線計測(８００００ｓｅｃ)を行った。
得られたα線スペクトルを図４に示す。図４に示されるように、１４７Ｓｍの明瞭なピークが確認できるため、本方法によれば、α線スペクトロメトリーにおいてＣａの影響を排除できることが確認できた。
【０１０４】
（実施例２）
［α線計測用試料の作製］
図５は、実施例２のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｃを示す図である。
図５に示されるＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｃは、図２に第２の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａに比較して、分析対象試料溶液１０に代えて飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを用いた点で異なり、その他の点は同じである。
【０１０５】
このため、図５に示した実施例２のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｃと、図２に第２の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａとで、同じ構成には同じ符号を付し、符号および作用の説明を省略または簡略化する。
【０１０６】
２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを１００ｍｌ用意し、この飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａに３５％ＨＣｌを１ｍｌ添加して液性を酸性とし、さらに０．０８Ｂｑの２４２Ｐｕと、Ｓｍ換算値で０．２ｍｇのＳｍ(ＮＯ３)３とを添加した。
【０１０７】
次に、この液に、Ｆｅ濃度が１０００ｐｐｍのＦｅ(ＮＯ３)３水溶液を１０ｍｌ加えた後、１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を徐々に添加して液性をｐＨ＞１０のアルカリ性にしたところ、Ｆｅ(ＯＨ)３沈殿（鉄共沈物）が生成した。
【０１０８】
得られた沈殿を孔径０．４５μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収した。このろ滓を６ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ水溶液（塩酸）の１５ｍｌに溶解した後、溶解液に４６％のＨＦ（フッ化水素酸）を２．５ｍｌ滴下したところ、ＳｍＦ３沈殿（希土類フッ加物共沈物）が生成した。
得られた沈殿を孔径０．１μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収し、乾燥させた。
【０１０９】
［α線計測］
乾燥させたろ滓について、α線スペクトロメトリーでα線計測(７５０００ｓｅｃ)を行った。
得られたα線スペクトルには、２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍの明瞭なピークが確認できた。
【０１１０】
次に、得られたα線スペクトルのカウント数から、２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍを定量した。また、この２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍの定量結果と、飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａに添加した２４２Ｐｕ量およびＳｍ中の１４７Ｓｍ量とから、２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍの回収率をそれぞれ算出した。
さらに、２４２Ｐｕの回収率を１４７Ｓｍの回収率で除することにより、収率比（２４２Ｐｕ／１４７Ｓｍ）を算出した。
【０１１１】
上記の［α線計測用試料の作製］および［α線計測］の試験を１セットとし、この試験を繰り返して合計６セット行った。
試験を６セット行ったときの２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍの回収率は、２４２Ｐｕの回収率が９０．１±５．９％、１４７Ｓｍの回収率が８６．４±４．９％であった。また、試験を６セット行ったときの収率比（２４２Ｐｕ／１４７Ｓｍ）は１．０４±０．０２％であった。
これらの結果より、１４７Ｓｍの回収率を、２４２Ｐｕの回収率に対して誤差±１０％以下の精度で評価できることが分かった。
【０１１２】
（比較例１）
［α線計測用試料の作製］
図６は、比較例１のＰｕ定量分析方法の操作手順５を示す図である。
図６に示されるＰｕ定量分析方法の操作手順５は、水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１またはＳ２０１を行わない比較例である。
【０１１３】
２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを１００ｍｌ用意し、この飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａに３５％ＨＣｌ（符号７１）を１ｍｌ添加して液性を酸性とし、さらにＳｍ換算値で０．２ｍｇのＳｍ(ＮＯ３)３（符号４１）を添加した。
【０１１４】
次に、この液に、４６％のＨＦ（フッ化水素酸、符号７２）を２．５ｍｌ滴下したところ、液５１中にＳｍＦ３沈殿（希土類フッ加物共沈物、符号５２）が生成した。
得られた沈殿（符号５２）を孔径０．１μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収し、乾燥（風乾）させた。ＳｍＦ３沈殿は多量のＣａＦ２を含むため、フィルタ上のろ滓は、厚さが１ｍｍ程度と非常に厚くなった。
【０１１５】
［α線計測］
乾燥させたろ滓（符号５３）について、α線スペクトロメトリーでα線計測(８００００ｓｅｃ)を行った。
乾燥させたろ滓は多量のＣａＦ２を含むため、α線の自己吸収が大きく、１４７Ｓｍ（符号４２）の明瞭なα線スペクトルは得られなかった。
【０１１６】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１７】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、５ Ｐｕ定量分析フロー
１０ 分析対象試料溶液
１０Ａ 飽和Ｃａ（ＯＨ）２水溶液
１１ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物が生成した液（希土類元素を含む水酸化鉄共沈物が生成した液）
１１Ａ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物が生成した液（希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサを含む水酸化鉄共沈物が生成した液）
１２ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物（希土類元素を含む水酸化鉄共沈物）
１２Ａ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物（希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサを含む水酸化鉄共沈物）
１３ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物の溶解液（水酸化鉄共沈物溶解液）
１３Ａ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物の溶解液（精製２４２Ｐｕトレーサを含む水酸化鉄共沈物溶解液）
１４、５１ ＳｍＦ３共沈物が生成した液
１４Ａ 精製２４２Ｐｕトレーサを含むＳｍＦ３共沈物が生成した液
１５、５２ ＳｍＦ３共沈物（希土類フッ化物共沈物）
１５Ａ ＳｍＦ３共沈物（精製２４２Ｐｕトレーサを含む希土類フッ化物共沈物）
１６、５３ 乾燥したＳｍＦ３共沈物（測定用試料、α線計測用試料）
１６Ａ 乾燥し、精製２４２Ｐｕトレーサを含むＳｍＦ３共沈物（測定用試料、α線計測用試料）
２２ Ｃａ（夾雑元素）を含むろ液
２３ Ｃａ（夾雑元素）
３１、３４、７１ ＨＣｌ（酸）
３２ Ｆｅ（ＮＯ３）３（鉄化合物）
３３ ＮａＯＨ（ｐＨ調整剤）
３５、７２ ＨＦ（フッ化物）
４１ Ｓｍ（ＮＯ３）３（希土類化合物）
４２ Ｓｍ−１４７（１４７Ｓｍ）
４３ 精製Ｐｕ−２４２トレーサ（２４２Ｐｕトレーサ）
４４ Ｐｕ−２４２（２４２Ｐｕ）
Ｓ１０１、Ｓ２０１ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈工程（水酸化鉄共沈工程）
Ｓ１０２、Ｓ２０２ ろ過・沈殿回収工程（ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程）
Ｓ１０３、Ｓ２０３ 溶解工程（水酸化鉄共沈物溶解工程）
Ｓ１０４、Ｓ２０４ ＳｍＦ３共沈工程（希土類フッ化物共沈工程）
Ｓ１０５、Ｓ２０５ ろ過工程（ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程）
Ｓ１０６、Ｓ２０６ 乾燥工程
Ｓ１０７、Ｓ２０７ α線計測工程（放射線計測工程）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｐｕ（プルトニウム）定量分析方法に関し、特に、環境から採取した試料のＰｕ量を、α線スペクトロメトリー等の放射線計測により定量分析するＰｕ定量分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プルトニウム（Ｐｕ）は主に原子力発電の燃料に含まれるウラン２３８（２３８Ｕ）から生成される。
【０００３】
Ｐｕは、放射性廃棄物を埋設処分した場合における安全評価の対象核種の一種に指定されている。このため、埋設処分場近辺の土壌や水等の環境試料について、Ｐｕ濃度分析が実施されている。
【０００４】
従来、Ｐｕ濃度分析法の一つとして共沈法が知られている。共沈法は、たとえば、環境試料から作製したＰｕを含む分析対象試料溶液に、ランタン（Ｌａ）、 ネオジム（Ｎｄ）等の希土類元素を加え、さらにフッ化水素（ＨＦ）を添加することにより、分析対象試料溶液中のＰｕを希土類フッ化物との共沈物（希土類フッ化物共沈物）に取り込んだ後、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を行って希土類フッ化物共沈物中のＰｕを定量分析するものである。分析対象となるＰｕは、たとえば、２３８Ｐｕ、２３９Ｐｕ、２４０Ｐｕ等である。
【０００５】
共沈法では、分析精度を高めるために、Ｐｕの回収率をなるべく正確に評価することが好ましい。ここで、Ｐｕの回収率とは、分析対象試料溶液中のＰｕ量に対する希土類フッ化物共沈物中のＰｕ量の割合である。Ｐｕの回収率をなるべく正確に評価するため、Ｐｕ濃度分析の分析対象試料溶液には、通常、トレーサとして２４２Ｐｕが混入される。
【０００６】
２４２Ｐｕは、Ｐｕ同位体であるため測定対象である２３８Ｐｕ、２３９Ｐｕ、２４０Ｐｕ等の核種と化学的挙動が同等であるとともに、通常の環境試料に含まれる量が微量である。このため、環境試料から作製した分析対象試料溶液にトレーサとして２４２Ｐｕを加えても、２４２Ｐｕの測定量に悪影響を与えるおそれが小さい。
【０００７】
具体的には、通常の環境試料は２４２Ｐｕの含有量が微量であるため、この環境試料から作製した分析対象試料溶液に２４２Ｐｕトレーサを添加しても２４２Ｐｕの回収率を正確に算出しやすい。
【０００８】
また、この２４２Ｐｕトレーサ自体の回収率は、２４２Ｐｕと化学的挙動が同等である２３８Ｐｕ、２３９Ｐｕ、２４０Ｐｕ等のＰｕ同位体の回収率とほぼ同じであるとみなすことができる。
したがって、２４２Ｐｕは、Ｐｕの定量分析のトレーサとして好適である。
【０００９】
このように、２４２Ｐｕ等のＰｕのトレーサを含む希土類フッ化物共沈物から作製した測定試料に対してα線スペクトロメトリー等の放射線計測を行うと、２３８Ｐｕ、２３９Ｐｕ、２４０Ｐｕ等のＰｕ同位体の定量分析が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３１７２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、環境試料が放射性廃棄物の埋設環境で採取されたものである場合、環境試料中に埋設環境のセメントから溶出したカルシウム（Ｃａ）が多く含まれることがある。
【００１２】
このＣａ濃度が高い環境試料から作製した分析対象試料溶液を共沈法で分析すると、分析対象試料溶液へのＨＦの添加時にＣａＦ２が多量に生成し、希土類フッ化物共沈物に取り込まれて、ＣａＦ２を多く含む希土類フッ化物共沈物が生成する。
【００１３】
しかし、ＣａＦ２はα線計測等の放射線計測を妨害するため、このようなＣａＦ２を多く含む希土類フッ化物共沈物では、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を用いてＰｕを定量分析することが困難であるという課題があった。
【００１４】
また、トレーサとして放射性核種である２４２Ｐｕを用いると、Ｐｕ定量分析の分析操作の場所が放射線管理区域内に限られることになる。このため、トレーサとして２４２Ｐｕを用いた場合は、Ｐｕ定量分析の効率が悪くなるという課題があった。
【００１５】
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、Ｃａ等のα線計測を妨害する夾雑元素を多く含む分析対象試料溶液であっても、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を用いてＰｕを定量分析することが可能なＰｕ定量分析方法を提供することを目的とする。
【００１６】
また、本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、２４２Ｐｕ等のＰｕ同位体からなるトレーサを用いずにＰｕを定量分析することが可能なＰｕ定量分析方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、分析対象試料溶液に鉄（Ｆｅ）を添加してＰｕを含む鉄共沈物を作製し、このＰｕを含む鉄共沈物と、ろ液中に含まれるＣａ等の放射線計測を妨害する夾雑元素とを分離すれば、Ｃａ等の放射線計測を妨害する夾雑元素を実質的に含まない希土類フッ化物共沈物を作製ができ、α線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕ定量分析が可能になることを見出して完成されたものである。
【００１８】
また、本発明は、希土類フッ化物共沈物を作製するための希土類元素としてＳｍを用い、このＳｍ中の天然放射性同位体１４７Ｓｍを、２４２Ｐｕ等のＰｕ同位体からなるトレーサの代わりとして用いれば、１４７Ｓｍの回収率をＰｕの回収率として評価することが可能であることを見出して完成されたものである。
【００１９】
すなわち、本発明のＰｕ定量分析方法は、上記課題を解決するためのものであり、分析対象試料溶液のＰｕを定量分析するＰｕ定量分析方法において、前記分析対象試料溶液に希土類化合物および鉄化合物を添加して、前記希土類元素を含む水酸化鉄共沈物を生成する水酸化鉄共沈工程と、前記水酸化鉄共沈物を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物を生成する希土類フッ化物共沈工程と、前記希土類フッ化物共沈物から作製した測定用試料を放射線計測してＰｕを定量分析する放射線計測工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のＰｕ定量分析方法によれば、Ｃａ等の放射線計測を妨害する夾雑元素を多く含む分析対象試料溶液でも、α線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕ定量分析が可能になる。
【００２１】
また、本発明のＰｕ定量分析方法によれば、トレーサとして２４２Ｐｕ等の放射性物質を用いずに１４７Ｓｍ等の希土類元素を用いるため、放射線管理区域外でα線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕ定量分析が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【図３】実施例１のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【図４】実施例１のα線スペクトルを示すグラフである。
【図５】実施例２のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【図６】比較例１のＰｕ定量分析方法の操作手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［Ｐｕ定量分析方法］
本発明のＰｕ定量分析方法は、分析対象試料溶液のＰｕを定量分析するＰｕ定量分析方法であり、前記分析対象試料溶液に希土類化合物および鉄化合物を添加して、前記希土類元素を含む水酸化鉄共沈物を生成する水酸化鉄共沈工程と、前記水酸化鉄共沈物を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物を生成する希土類フッ化物共沈工程と、前記希土類フッ化物共沈物から作製した測定用試料を放射線計測してＰｕを定量分析する放射線計測工程と、を有する。
本発明のＰｕ定量分析方法について、図面を参照して説明する。
【００２４】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順１を示す図である。
【００２５】
＜分析対象試料溶液の調製＞
第１の実施形態のＰｕ定量分析方法では、はじめに分析対象試料溶液１０を調製する。第１の実施形態のＰｕ定量分析方法に用いられる分析対象試料溶液１０としては、たとえば、環境試料から作製した水溶液が挙げられる。なお、環境試料が水や水溶液等の液体試料であるときは、環境試料をそのまま分析対象試料溶液１０として用いてもよい。
【００２６】
環境試料としては、たとえば、大気中の降下物、海水、埋設処分場近辺の土壌、埋設処分場近辺の陸水等が挙げられる。
【００２７】
なお、埋設処分場近辺の土壌や陸水は、埋設処分場のセメントから溶出したカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属が夾雑元素として多く含まれやすい。Ｃａ等のアルカリ土類金属は、α線スペクトロメトリー等の放射線計測を妨害する夾雑元素となるおそれがある。
【００２８】
たとえば、Ｃａを多く含む分析対象試料溶液１０は、従来の共沈法で分析すると、分析対象試料溶液へのＨＦ３５の添加時にα線スペクトロメトリー等の放射線計測を妨害するＣａＦ２が多量に生成し、このＣａＦ２は希土類フッ化物共沈物に取り込まれる。このため、従来の共沈法ではα線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕの定量分析が困難であった。
【００２９】
これに対し、本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法では、分析対象試料溶液１０からＣａを除去する工程を有しているため、Ｃａを多く含む分析対象試料溶液１０でも共沈法でα線スペクトロメトリー等の放射線計測によるＰｕを定量分析することが可能になっている。
【００３０】
分析対象試料溶液１０としては、たとえば、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５ｇ／Ｌ以上、好ましくは１．０ｇ／Ｌ以上、さらに好ましくは１．５ｇ／Ｌ以上含むものであってよく、また、より好ましくはＣａ（ＯＨ）２の飽和水溶液であってもよい。
【００３１】
＜水酸化鉄共沈工程＞
水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１は、分析対象試料溶液１０に希土類化合物４１および鉄化合物３２を添加して、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を生成する工程である。
【００３２】
水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１で分析対象試料溶液１０に添加する希土類化合物４１としては、たとえば、放射性同位体を含む希土類元素の化合物が挙げられ、より具体的には、天然放射性同位体１４７Ｓｍを含むサマリウム（Ｓｍ）の化合物が挙げられる。希土類化合物４１を構成する希土類元素が放射性同位体を含むものであると、放射線計測工程Ｓ１０７において、希土類元素の放射性同位体４２の同定および定量と、Ｐｕの同定とを同時かつ精度良く行うことができるため好ましい。
【００３３】
サマリウム（Ｓｍ）の化合物としては、硝酸サマリウム（Ｓｍ（ＮＯ３）３）４１等の水溶性のサマリウム（Ｓｍ）化合物や、サマリウムが挙げられる。
【００３４】
サマリウム（Ｓｍ）化合物は、Ｓｍ中に天然放射性同位体として含まれる１４７Ｓｍの希土類フッ化物共沈における挙動がＰｕの希土類フッ化物共沈における挙動と類似するとともに、１４７Ｓｍが天然放射性同位体であり放射線計測が可能であるため、ＳｍをＰｕのトレーサとして用いることができるため好ましい。たとえば、サマリウム（Ｓｍ）中の１４７ＳｍをＰｕのトレーサとして用いることにより、共沈における１４７Ｓｍの回収率を共沈におけるＰｕの回収率とみなすことができる。
【００３５】
水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１で分析対象試料溶液１０に添加する鉄化合物３２としては、たとえば、硝酸鉄（Ｆｅ（ＮＯ３）３）３２等の水溶性の鉄（Ｆｅ）化合物が挙げられる。水溶性の鉄（Ｆｅ）化合物の溶解により分析対象試料溶液１０中に鉄イオンが生じると、分析対象試料溶液１０をアルカリ性にするｐＨ調整剤３３の添加により、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）の沈殿が生成する。
【００３６】
なお、分析対象試料溶液１０中にはサマリウム等の希土類元素またはそのイオンが存在するため、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）の沈殿生成の際に、サマリウム等の希土類元素が水酸化サマリウム等の希土類水酸化物として共沈することにより、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成される。また、分析対象試料溶液１０がＰｕを含む場合には、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２は、さらにＰｕも含むものとなる。
【００３７】
一方、分析対象試料溶液中のカルシウム（Ｃａ）等のアルカリ土類金属からなる夾雑元素２３は、実質的に沈殿しないため、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２にほとんど含まれない。
【００３８】
このため、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成した液１１をろ過することにより、ろ滓として得られた希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２と、ろ液２２として得られカルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３を含む水溶液とを、分離することができる。また、分析対象試料溶液１０がＰｕを含む場合には、Ｐｕは希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２に含まれるため、Ｐｕおよび希土類元素と、カルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３とを、分離することができる。
【００３９】
分析対象試料溶液１０に添加されるｐＨ調整剤３３としては、たとえば、ＮａＯＨ水溶液、ＮＨ３水溶液およびＫＯＨ水溶液の少なくとも１種からなるｐＨ調整剤が用いられる。
【００４０】
これらのｐＨ調整剤は、分析対象試料溶液１０を、通常ｐＨ１０以上、好ましくはｐＨ１０．５以上、さらに好ましくはｐＨ１１以上にｐＨ調整するまで、分析対象試料溶液１０に添加される。これにより、分析対象試料溶液１０中に水酸化鉄共沈物１２が生成される。
【００４１】
なお、本工程において、分析対象試料溶液１０は、希土類化合物４１およびｐＨ調整剤３３を添加する前に、酸３１を加えて予め酸性にしておくことが好ましい。分析対象試料溶液１０を予め酸性にしておくと、ｐＨ調整剤３３の添加前に分析対象試料溶液１０中に沈殿が生じ難くなるため、Ｐｕの定量分析の精度が高くなる。希土類化合物４１およびｐＨ調整剤３３を添加する前に分析対象試料溶液１０に予め加えられる酸３１としては、たとえば、塩酸および硝酸の少なくとも１種からなる酸が挙げられる。
【００４２】
＜ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程＞
ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程Ｓ１０２は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成した液１１をろ過することにより、水酸化鉄共沈物１２を回収するとともに、カルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３を含むろ液２２を、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２から分離する工程である。
【００４３】
本工程のろ過方法としては、たとえば、孔径が、通常０．３μｍ以上、好ましくは０．４μｍ以上、さらに好ましくは０．４５μｍ以上のメンブレンフィルター等のろ紙を用いたろ過方法が用いられる。
また、ろ過方法は、吸引ろ過であると、ろ過速度が高いため好ましい。
【００４４】
ろ紙を用いたろ過方法では、ろ滓として希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が得られ、ろ液２２としてカルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３を含む水溶液が得られる。
【００４５】
＜水酸化鉄共沈物溶解工程＞
水酸化鉄共沈物溶解工程Ｓ１０３は、回収した希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を酸３４で溶解して水酸化鉄共沈物溶解液１３を作製する工程である。
希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を溶解する酸３４としては、たとえば、塩酸および硝酸の少なくとも１種からなる酸が挙げられる。
【００４６】
希土類元素を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３は、鉄イオンに加え、少なくとも希土類元素イオンを含む。また、分析対象試料溶液１０がＰｕを含む場合には、水酸化鉄共沈物溶解液１３は、さらにＰｕも含む。
【００４７】
＜希土類フッ化物共沈工程＞
希土類フッ化物共沈工程Ｓ１０４は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液１３にフッ化物３５を添加して希土類フッ化物共沈物１５を生成する工程である。
【００４８】
水酸化鉄共沈物溶解液１３にフッ化物３５を添加すると、水酸化鉄共沈物溶解液１３中の希土類元素イオンとフッ化物イオンとが反応して、液１４中に希土類フッ化物の沈殿が生成する。たとえば、希土類元素がサマリウムであれば、フッ化サマリウム（ＳｍＦ３）の沈殿が生成される。
【００４９】
また、分析対象試料溶液１０がＰｕを含む場合には、希土類フッ化物の沈殿はＰｕを含む希土類フッ化物共沈物１５となる。
【００５０】
Ｐｕを含む希土類フッ化物共沈物１５が生成される際において、希土類フッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中の希土類元素量に対する希土類フッ化物共沈物１５の生成後の希土類フッ化物共沈物１５中の希土類元素量の比率と、希土類フッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中のＰｕ量に対する希土類フッ化物共沈物１５の生成後の希土類フッ化物共沈物１５中のＰｕ量の比率とは、類似する。
【００５１】
特に、希土類元素がサマリウムである場合は、サマリウムフッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中の１４７Ｓｍ量、に対するサマリウムフッ化物共沈物１５の生成後のサマリウムフッ化物共沈物１５中の１４７Ｓｍ量の比率と、サマリウムフッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中のＰｕ量、に対するサマリウムフッ化物共沈物１５の生成後のサマリウムフッ化物共沈物１５中のＰｕ量の比率とは、ほぼ同一になる。
【００５２】
このため、希土類元素がサマリウムであると、分析対象試料溶液１０に添加された１４７Ｓｍ量に対するサマリウムフッ化物共沈物１５中の１４７Ｓｍ量の回収率、すなわち１４７Ｓｍの回収率と、分析対象試料溶液１０に含まれるＰｕ量に対するサマリウムフッ化物共沈物１５中のＰｕ量の回収率、すなわちＰｕの回収率とはほぼ同一であると評価することができる。
【００５３】
これにより、サマリウムに含まれる天然放射性同位体１４７Ｓｍを、共沈法におけるＰｕのトレーサとして用いることが可能になる。
【００５４】
サマリウムフッ化物共沈物１５中の１４７Ｓｍ量の回収率は、放射線計測工程Ｓ１０７で測定用試料１６中の１４７Ｓｍ量を測定することにより算出される。
【００５５】
＜ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程＞
ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程Ｓ１０５は、希土類フッ化物共沈物１５が生成した液１４をろ過することにより、希土類フッ化物共沈物１５を回収する工程である。
【００５６】
本工程のろ過方法としては、たとえば、孔径が０．１μｍのメンブレンフィルター等のろ紙を用いたろ過方法が用いられる。
また、ろ過方法は、吸引ろ過であると、ろ過速度が高いため好ましい。
【００５７】
＜乾燥工程＞
乾燥工程Ｓ１０６は、希土類フッ化物共沈物１５を乾燥させる工程である。希土類フッ化物共沈物１５を乾燥させると、放射線計測工程に用いられる測定用試料１６が得られる。
【００５８】
希土類フッ化物共沈物１５の乾燥方法としては、たとえば、高温乾燥機内に希土類フッ化物共沈物１５をろ紙ごと載置する方法や、室温で希土類フッ化物共沈物１５をろ紙ごと常温下で放置する方法、たとえば風乾が挙げられる。
【００５９】
＜放射線計測工程＞
放射線計測工程Ｓ１０７は、希土類フッ化物共沈物１５から作製した測定用試料１６を放射線計測してＰｕを定量分析する工程である。
ここで、放射線計測方法としては、たとえば、α線スペクトロメトリーが用いられる。
【００６０】
測定用試料１６に対してα線スペクトロメトリー等の放射線計測を行うと、測定用試料１６中の放射性核種の同定およびその定量が可能になるため、測定用試料１６中の１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２の同定および定量と、Ｐｕの同定が可能になる。
【００６１】
次に、この希土類元素の放射性同位体４２の定量結果と分析対象試料溶液１０中の希土類元素の放射性同位体４２量とから、希土類元素の放射性同位体４２の回収率を算出する。たとえば希土類元素の放射性同位体４２が１４７Ｓｍである場合は、１４７Ｓｍの回収率は、測定用試料１６中の１４７Ｓｍ量を、分析対象試料溶液１０に添加された１４７Ｓｍ量で除することにより算出される。
【００６２】
さらに、希土類元素の放射性同位体４２の回収率を各Ｐｕ同位体の回収率と同一値であると評価した上、α線スペクトロメトリー等の放射線計測による希土類元素の放射性同位体４２のカウンター値と、各Ｐｕ同位体のカウンター値とを比例計算することにより、各Ｐｕ同位体の定量分析が可能になる。
【００６３】
たとえば、希土類元素の放射性同位体４２が１４７Ｓｍである場合は、１４７Ｓｍの回収率を各Ｐｕ同位体の回収率と同一値であると評価した上で、α線スペクトロメトリー等の放射線計測による１４７Ｓｍのカウンター値と、各Ｐｕ同位体のカウンター値とを比例計算することにより、各Ｐｕ同位体の定量分析が可能になる。
【００６４】
ここで、希土類元素の放射性同位体４２の回収率をＰｕ量の回収率として評価することが可能なのは、上記のように、希土類フッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中の希土類元素の放射性同位体４２量、に対する希土類フッ化物共沈物１５の生成後の希土類フッ化物共沈物１５中の希土類元素の放射性同位体４２量の比率と、希土類フッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中のＰｕ量、に対する希土類フッ化物共沈物１５の生成後の希土類フッ化物共沈物１５中のＰｕ量の比率とが、類似するからである。
【００６５】
特に希土類元素の放射性同位体４２が、１４７Ｓｍである場合は、サマリウムフッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中の１４７Ｓｍ４２量、に対するサマリウムフッ化物共沈物１５の生成後のサマリウムフッ化物共沈物１５中の１４７Ｓｍ４２量の比率と、サマリウムフッ化物共沈物１５の生成前の水酸化鉄共沈物溶解液１３中のＰｕ量、に対するサマリウムフッ化物共沈物１５の生成後のサマリウムフッ化物共沈物１５中のＰｕ量の比率とが、ほぼ同一になる。
【００６６】
このように、本発明の第１の実施形態では、分析対象試料溶液１０に添加した希土類元素化合物４１中の希土類元素の放射性同位体４２に対する希土類フッ化物共沈物１５中の希土類元素の放射性同位体４２の回収率、すなわち希土類元素の放射性同位体４２の回収率を、分析対象試料溶液１０中のＰｕ量に対する希土類フッ化物共沈物１５中のＰｕの回収率、すなわちＰｕの回収率として評価することができる。
【００６７】
＜第１の実施形態の効果＞
本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法によれば、Ｐｕのトレーサとして、２４２Ｐｕトレーサに加えてまたは２４２Ｐｕトレーサに代えて、１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２を用いることにより、Ｐｕの回収率およびＰｕの定量分析が可能になる。
【００６８】
すなわち、本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法によれば、分析対象試料溶液１０に添加するＳｍ化合物４１中の１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２を、Ｐｕ量の回収率を評価するトレーサとして用いることにより、２４２Ｐｕトレーサを用いずに、Ｐｕの回収率を評価することができる。
【００６９】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａを示す図である。
第２の実施形態のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａは、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１に比較して、Ｐｕ定量分析方法の操作手順１の水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１に代えて、分析対象試料溶液１０に精製２４２Ｐｕトレーサ４３をさらに加える操作である水酸化鉄共沈工程Ｓ２０１を行う点、およびＰｕ定量分析方法の操作手順１の放射線計測工程Ｓ１０７に代えて、２４２Ｐｕ４４の計測をさらに行う操作である放射線計測工程Ｓ２０７を行う点で異なり、他の点は実質的に同じである。
【００７０】
このため、図２に第２の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａと、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１とで、同じ構成には同じ符号を付し、符号および作用の説明を省略または簡略化する。
【００７１】
図２に第２の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａの分析対象試料溶液の調製は、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の分析対象試料溶液の調製と同じであるため、説明を省略する。
【００７２】
＜水酸化鉄共沈工程＞
水酸化鉄共沈工程Ｓ２０１は、分析対象試料溶液１０に希土類化合物４１および鉄化合物３２、ならびに精製２４２Ｐｕトレーサ４３を添加して、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを生成する工程である。
【００７３】
水酸化鉄共沈工程Ｓ２０１は、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を添加して、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを生成する点以外は、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００７４】
分析対象試料溶液１０に添加される精製２４２Ｐｕトレーサ４３としては、共沈法でのＰｕ定量分析の際に通常に用いられる精製２４２Ｐｕトレーサが用いられる。
【００７５】
分析対象試料溶液１０に添加された精製２４２Ｐｕトレーサ４３は、水酸化鉄（Ｆｅ（ＯＨ）３）および希土類水酸化物とともに共沈するため、得られる水酸化鉄共沈物１２Ａは、水酸化鉄、希土類元素に加え精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む共沈物となる。
【００７６】
図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１では、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成した液１１が得られるが、図２に示した水酸化鉄共沈工程Ｓ２０１では、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａが生成した液１１Ａが得られる。
【００７７】
＜ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程＞
ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程Ｓ２０２は、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａが生成した液１１Ａをろ過することにより、水酸化鉄共沈物１２Ａを回収するとともに、カルシウム（Ｃａ）等の夾雑元素２３を含むろ液２２を、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａから分離する工程である。
【００７８】
ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程Ｓ２０２は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２が生成した液１１をろ過することにより水酸化鉄共沈物１２を回収することに代えて、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａが生成した液１１Ａをろ過することにより水酸化鉄共沈物１２Ａを回収する点以外は、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１のろ過・水酸化鉄共沈物回収工程Ｓ１０２と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００７９】
＜水酸化鉄共沈物溶解工程＞
水酸化鉄共沈物溶解工程Ｓ２０３は、回収した希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを酸３４で溶解して精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３Ａを作製する工程である。
【００８０】
水酸化鉄共沈物溶解工程Ｓ２０３は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を酸３４で溶解して水酸化鉄共沈物溶解液１３を作製することに代えて、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを酸３４で溶解して精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３Ａを作製する点以外は、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の水酸化鉄共沈物溶解工程Ｓ１０３と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８１】
＜希土類フッ化物共沈工程＞
希土類フッ化物共沈工程Ｓ２０４は、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを溶解した精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３Ａに、フッ化物３５を添加して、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを生成する工程である。
【００８２】
希土類フッ化物共沈工程Ｓ２０４は、希土類元素を含む水酸化鉄共沈物１２を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液１３に代えて、希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物１２Ａを溶解した精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む水酸化鉄共沈物溶解液１３Ａを用いる点、および希土類フッ化物共沈物１５に代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを生成する点、以外は図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の希土類フッ化物共沈工程Ｓ１０４と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８３】
＜ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程＞
ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程Ｓ２０５は、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａが生成した液１４Ａをろ過することにより、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを回収する工程である。
【００８４】
ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程Ｓ２０５は、希土類フッ化物共沈物１５を含む液１４をろ過することに代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａが生成した液１４Ａをろ過する点、および希土類フッ化物共沈物１５を回収することに代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを回収する点、以外は図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１のろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程Ｓ１０５と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８５】
＜乾燥工程＞
乾燥工程Ｓ２０６は、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを乾燥させる工程である。
精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを乾燥させると、放射線計測工程に用いられる、２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａが得られる。
【００８６】
乾燥工程Ｓ２０６は、希土類フッ化物共沈物１５を乾燥させて測定用試料１６を得ることに代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａを乾燥させて２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａを得る点以外は図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の乾燥工程Ｓ１０６と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８７】
＜放射線計測工程＞
放射線計測工程Ｓ２０７は、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａから作製した２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａを放射線計測してＰｕを定量分析する工程である。
【００８８】
放射線計測工程Ｓ２０７は、希土類フッ化物共沈物１５から作製した測定用試料１６を放射線計測することに代えて、精製２４２Ｐｕトレーサ４３を含む希土類フッ化物共沈物１５Ａから作製した２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａを放射線計測する点以外は図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１の放射線計測工程Ｓ１０７と同じであるため、説明および作用を省略する。
【００８９】
２４２Ｐｕ４４を含む測定用試料１６Ａに対してα線スペクトロメトリー等の放射線計測を行うと、測定用試料１６Ａ中の放射性核種の同定およびその定量が可能になるため、測定用試料１６Ａ中の１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２および２４２Ｐｕ４４の同定および定量が可能になる。
【００９０】
すなわち、測定用試料１６Ａ中の２４２Ｐｕ４４の定量結果と、分析対象試料溶液１０Ａ中の精製２４２Ｐｕトレーサ４３に含まれる２４２Ｐｕ４４量とから、２４２Ｐｕ４４の回収率を算出する。たとえば、２４２Ｐｕ４４の回収率は、測定用試料１６Ａ中の２４２Ｐｕ４４量を、分析対象試料溶液１０に添加された精製２４２Ｐｕトレーサ４３に含まれる２４２Ｐｕ４４量で除することにより算出される。
【００９１】
また、２４２Ｐｕ４４の回収率を各Ｐｕ同位体の回収率と同一値であると評価した上で、α線スペクトロメトリー等の放射線計測による２４２Ｐｕ４４のカウンター値と、各Ｐｕ同位体のカウンター値とを比例計算することにより、各Ｐｕ同位体の定量分析が可能になる。
【００９２】
一方、測定用試料１６Ａ中の希土類元素の放射性同位体４２の定量結果と分析対象試料溶液１０中の希土類元素の放射性同位体４２量とから、希土類元素の放射性同位体４２の回収率を算出する。たとえば希土類元素の放射性同位体４２が１４７Ｓｍである場合は、１４７Ｓｍの回収率は、測定用試料１６Ａ中の１４７Ｓｍ量を、分析対象試料溶液１０に添加された１４７Ｓｍ量で除することにより算出される。
【００９３】
このようにして測定した１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２の回収率と、２４２Ｐｕ４４の回収率とを比較し、１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２の回収率に、２４２Ｐｕ４４の回収率とのズレがなくなるような適切な補正係数を掛けたり足したりする。
【００９４】
このように補正係数により補正された希土類元素の放射性同位体４２の回収率を算出すると、補正された希土類元素の放射性同位体４２の回収率をＰｕの回収率として評価することが可能になる。すなわち、以後は、分析対象試料溶液１０に精製２４２Ｐｕトレーサ４３を添加せずに、１４７Ｓｍ等の希土類元素の放射性同位体４２を添加することにより、Ｐｕの回収率およびＰｕの定量分析が可能になる。
【００９５】
＜第２の実施形態の効果＞
本発明の第２の実施形態のＰｕ定量分析方法によれば、本発明の第１の実施形態のＰｕ定量分析方法と同様の効果に加え、希土類元素の放射性同位体４２の回収率と、Ｐｕの回収率とのズレを補正するため、より精度の良いＰｕの定量分析が可能になる。
【実施例】
【００９６】
以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。
【００９７】
（実施例１）
［α線計測用試料の作製］
図３は、実施例１のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｂを示す図である。
図３に示されるＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｂは、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１に比較して、分析対象試料溶液１０に代えて２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを用いた点で異なり、その他の点は同じである。
【００９８】
このため、図３に示した実施例１のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｂと、図１に第１の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１とで、同じ構成には同じ符号を付し、符号および作用の説明を省略または簡略化する。
【００９９】
なお、２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａは、１４７Ｓｍの挙動を観察するために、Ｐｕを含まない分析対象試料溶液１０を模して作製したものである。この２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａは、以下の実施例２および比較例１においても実施例１と同様の理由で用いる。
【０１００】
２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを１００ｍｌ用意し、この飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａに３５％ＨＣｌを１ｍｌ添加して液性を酸性とし、さらにＳｍ換算値で０．２ｍｇのＳｍ(ＮＯ３)３を添加した。
【０１０１】
次に、この液に、Ｆｅ濃度が１０００ｐｐｍのＦｅ(ＮＯ３)３水溶液を１０ｍｌ加えた後、１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を徐々に添加して液性をｐＨ＞１０のアルカリ性にしたところ、Ｆｅ(ＯＨ)３沈殿（鉄共沈物）が生成した。
【０１０２】
得られた沈殿を孔径０．４５μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収した。このろ滓を６ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ水溶液（塩酸）の１５ｍｌに溶解した後、溶解液に４６％のＨＦ（フッ化水素酸）を２．５ｍｌ滴下したところ、ＳｍＦ３沈殿（希土類フッ加物共沈物）が生成した。
得られた沈殿を孔径０．１μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収し、乾燥させた。
【０１０３】
［α線計測］
乾燥させたろ滓について、α線スペクトロメトリーでα線計測(８００００ｓｅｃ)を行った。
得られたα線スペクトルを図４に示す。図４に示されるように、１４７Ｓｍの明瞭なピークが確認できるため、本方法によれば、α線スペクトロメトリーにおいてＣａの影響を排除できることが確認できた。
【０１０４】
（実施例２）
［α線計測用試料の作製］
図５は、実施例２のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｃを示す図である。
図５に示されるＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｃは、図２に第２の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａに比較して、分析対象試料溶液１０に代えて飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを用いた点で異なり、その他の点は同じである。
【０１０５】
このため、図５に示した実施例２のＰｕ定量分析方法の操作手順１Ｃと、図２に第２の実施形態として示したＰｕ定量分析方法の操作手順１Ａとで、同じ構成には同じ符号を付し、符号および作用の説明を省略または簡略化する。
【０１０６】
２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを１００ｍｌ用意し、この飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａに３５％ＨＣｌを１ｍｌ添加して液性を酸性とし、さらに０．０８Ｂｑの２４２Ｐｕと、Ｓｍ換算値で０．２ｍｇのＳｍ(ＮＯ３)３とを添加した。
【０１０７】
次に、この液に、Ｆｅ濃度が１０００ｐｐｍのＦｅ(ＮＯ３)３水溶液を１０ｍｌ加えた後、１ｍｏｌ／ＬのＮａＯＨ水溶液を徐々に添加して液性をｐＨ＞１０のアルカリ性にしたところ、Ｆｅ(ＯＨ)３沈殿（鉄共沈物）が生成した。
【０１０８】
得られた沈殿を孔径０．４５μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収した。このろ滓を６ｍｏｌ／ＬのＨＣｌ水溶液（塩酸）の１５ｍｌに溶解した後、溶解液に４６％のＨＦ（フッ化水素酸）を２．５ｍｌ滴下したところ、ＳｍＦ３沈殿（希土類フッ加物共沈物）が生成した。
得られた沈殿を孔径０．１μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収し、乾燥させた。
【０１０９】
［α線計測］
乾燥させたろ滓について、α線スペクトロメトリーでα線計測(７５０００ｓｅｃ)を行った。
得られたα線スペクトルには、２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍの明瞭なピークが確認できた。
【０１１０】
次に、得られたα線スペクトルのカウント数から、２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍを定量した。また、この２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍの定量結果と、飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａに添加した２４２Ｐｕ量およびＳｍ中の１４７Ｓｍ量とから、２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍの回収率をそれぞれ算出した。
さらに、２４２Ｐｕの回収率を１４７Ｓｍの回収率で除することにより、収率比（２４２Ｐｕ／１４７Ｓｍ）を算出した。
【０１１１】
上記の［α線計測用試料の作製］および［α線計測］の試験を１セットとし、この試験を繰り返して合計６セット行った。
試験を６セット行ったときの２４２Ｐｕおよび１４７Ｓｍの回収率は、２４２Ｐｕの回収率が９０．１±５．９％、１４７Ｓｍの回収率が８６．４±４．９％であった。また、試験を６セット行ったときの収率比（２４２Ｐｕ／１４７Ｓｍ）は１．０４±０．０２％であった。
これらの結果より、１４７Ｓｍの回収率を、２４２Ｐｕの回収率に対して誤差±１０％以下の精度で評価できることが分かった。
【０１１２】
（比較例１）
［α線計測用試料の作製］
図６は、比較例１のＰｕ定量分析方法の操作手順５を示す図である。
図６に示されるＰｕ定量分析方法の操作手順５は、水酸化鉄共沈工程Ｓ１０１またはＳ２０１を行わない比較例である。
【０１１３】
２５℃での飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａを１００ｍｌ用意し、この飽和Ｃａ(ＯＨ)２水溶液１０Ａに３５％ＨＣｌ（符号７１）を１ｍｌ添加して液性を酸性とし、さらにＳｍ換算値で０．２ｍｇのＳｍ(ＮＯ３)３（符号４１）を添加した。
【０１１４】
次に、この液に、４６％のＨＦ（フッ化水素酸、符号７２）を２．５ｍｌ滴下したところ、液５１中にＳｍＦ３沈殿（希土類フッ加物共沈物、符号５２）が生成した。
得られた沈殿（符号５２）を孔径０．１μｍのフィルタでろ過し、ろ滓を回収し、乾燥（風乾）させた。ＳｍＦ３沈殿は多量のＣａＦ２を含むため、フィルタ上のろ滓は、厚さが１ｍｍ程度と非常に厚くなった。
【０１１５】
［α線計測］
乾燥させたろ滓（符号５３）について、α線スペクトロメトリーでα線計測(８００００ｓｅｃ)を行った。
乾燥させたろ滓は多量のＣａＦ２を含むため、α線の自己吸収が大きく、１４７Ｓｍ（符号４２）の明瞭なα線スペクトルは得られなかった。
【０１１６】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施し得るものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１７】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、５ Ｐｕ定量分析フロー
１０ 分析対象試料溶液
１０Ａ 飽和Ｃａ（ＯＨ）２水溶液
１１ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物が生成した液（希土類元素を含む水酸化鉄共沈物が生成した液）
１１Ａ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物が生成した液（希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサを含む水酸化鉄共沈物が生成した液）
１２ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物（希土類元素を含む水酸化鉄共沈物）
１２Ａ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物（希土類元素および精製２４２Ｐｕトレーサを含む水酸化鉄共沈物）
１３ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物の溶解液（水酸化鉄共沈物溶解液）
１３Ａ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈物の溶解液（精製２４２Ｐｕトレーサを含む水酸化鉄共沈物溶解液）
１４、５１ ＳｍＦ３共沈物が生成した液
１４Ａ 精製２４２Ｐｕトレーサを含むＳｍＦ３共沈物が生成した液
１５、５２ ＳｍＦ３共沈物（希土類フッ化物共沈物）
１５Ａ ＳｍＦ３共沈物（精製２４２Ｐｕトレーサを含む希土類フッ化物共沈物）
１６、５３ 乾燥したＳｍＦ３共沈物（測定用試料、α線計測用試料）
１６Ａ 乾燥し、精製２４２Ｐｕトレーサを含むＳｍＦ３共沈物（測定用試料、α線計測用試料）
２２ Ｃａ（夾雑元素）を含むろ液
２３ Ｃａ（夾雑元素）
３１、３４、７１ ＨＣｌ（酸）
３２ Ｆｅ（ＮＯ３）３（鉄化合物）
３３ ＮａＯＨ（ｐＨ調整剤）
３５、７２ ＨＦ（フッ化物）
４１ Ｓｍ（ＮＯ３）３（希土類化合物）
４２ Ｓｍ−１４７（１４７Ｓｍ）
４３ 精製Ｐｕ−２４２トレーサ（２４２Ｐｕトレーサ）
４４ Ｐｕ−２４２（２４２Ｐｕ）
Ｓ１０１、Ｓ２０１ Ｆｅ（ＯＨ）３共沈工程（水酸化鉄共沈工程）
Ｓ１０２、Ｓ２０２ ろ過・沈殿回収工程（ろ過・水酸化鉄共沈物回収工程）
Ｓ１０３、Ｓ２０３ 溶解工程（水酸化鉄共沈物溶解工程）
Ｓ１０４、Ｓ２０４ ＳｍＦ３共沈工程（希土類フッ化物共沈工程）
Ｓ１０５、Ｓ２０５ ろ過工程（ろ過・希土類フッ化物共沈物回収工程）
Ｓ１０６、Ｓ２０６ 乾燥工程
Ｓ１０７、Ｓ２０７ α線計測工程（放射線計測工程）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分析対象試料溶液のＰｕを定量分析するＰｕ定量分析方法において、
前記分析対象試料溶液に希土類化合物および鉄化合物を添加して、前記希土類元素を含む水酸化鉄共沈物を生成する水酸化鉄共沈工程と、
前記水酸化鉄共沈物を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物を生成する希土類フッ化物共沈工程と、
前記希土類フッ化物共沈物から作製した測定用試料を放射線計測してＰｕを定量分析する放射線計測工程と、を有することを特徴とするＰｕ定量分析方法。
【請求項２】
前記放射線計測工程で行われる放射線計測方法は、α線スペクトロメトリーであることを特徴とする請求項１に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項３】
前記分析対象試料溶液は、α線スペクトロメトリーを妨害する夾雑元素を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項４】
前記夾雑元素は、アルカリ土類金属であることを特徴とする請求項３に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項５】
前記アルカリ土類金属は、Ｃａであることを特徴とする請求項４に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項６】
前記分析対象試料溶液は、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５ｇ／Ｌ以上含むことを特徴とする請求項５に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項７】
前記希土類化合物はＳｍ化合物であり、前記希土類元素はＳｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項８】
前記水酸化鉄共沈工程は、前記分析対象試料溶液に、ＮａＯＨ水溶液、ＮＨ３水溶液およびＫＯＨ水溶液の少なくとも１種からなるｐＨ調整剤を添加して、前記水酸化鉄共沈物を生成する工程であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項９】
前記水酸化鉄共沈工程は、前記分析対象試料溶液をｐＨ１０以上にｐＨ調整することにより前記水酸化鉄共沈物を生成する工程であることを特徴とする請求項８に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項１０】
前記水酸化鉄共沈工程の後に、前記水酸化鉄共沈物を酸で溶解して水酸化鉄共沈物溶解液を作製する水酸化鉄共沈物溶解工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項１１】
前記酸は、塩酸および硝酸の少なくとも１種からなる酸であることを特徴とする請求項１０に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項１２】
前記分析対象試料溶液に添加したＳｍ化合物中の１４７Ｓｍ量に対する前記希土類フッ化物共沈物量中の１４７Ｓｍ量の回収率を、前記分析対象試料溶液中のＰｕ量に対する前記希土類フッ化物共沈物中のＰｕ量の回収率として評価することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項１３】
前記分析対象試料溶液に添加したＳｍ化合物中の１４７Ｓｍを、Ｐｕ量の回収率を評価するトレーサとして用いることにより、２４２Ｐｕトレーサを用いずに、Ｐｕの回収率を評価することを特徴とする７〜１２のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項１】
分析対象試料溶液のＰｕを定量分析するＰｕ定量分析方法において、
前記分析対象試料溶液に希土類化合物および鉄化合物を添加して、前記希土類元素を含む水酸化鉄共沈物を生成する水酸化鉄共沈工程と、
前記水酸化鉄共沈物を溶解した水酸化鉄共沈物溶解液にフッ化物を添加して希土類フッ化物共沈物を生成する希土類フッ化物共沈工程と、
前記希土類フッ化物共沈物から作製した測定用試料を放射線計測してＰｕを定量分析する放射線計測工程と、を有することを特徴とするＰｕ定量分析方法。
【請求項２】
前記放射線計測工程で行われる放射線計測方法は、α線スペクトロメトリーであることを特徴とする請求項１に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項３】
前記分析対象試料溶液は、α線スペクトロメトリーを妨害する夾雑元素を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項４】
前記夾雑元素は、アルカリ土類金属であることを特徴とする請求項３に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項５】
前記アルカリ土類金属は、Ｃａであることを特徴とする請求項４に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項６】
前記分析対象試料溶液は、Ｃａ（ＯＨ）２を０．５ｇ／Ｌ以上含むことを特徴とする請求項５に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項７】
前記希土類化合物はＳｍ化合物であり、前記希土類元素はＳｍであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項８】
前記水酸化鉄共沈工程は、前記分析対象試料溶液に、ＮａＯＨ水溶液、ＮＨ３水溶液およびＫＯＨ水溶液の少なくとも１種からなるｐＨ調整剤を添加して、前記水酸化鉄共沈物を生成する工程であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項９】
前記水酸化鉄共沈工程は、前記分析対象試料溶液をｐＨ１０以上にｐＨ調整することにより前記水酸化鉄共沈物を生成する工程であることを特徴とする請求項８に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項１０】
前記水酸化鉄共沈工程の後に、前記水酸化鉄共沈物を酸で溶解して水酸化鉄共沈物溶解液を作製する水酸化鉄共沈物溶解工程をさらに有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項１１】
前記酸は、塩酸および硝酸の少なくとも１種からなる酸であることを特徴とする請求項１０に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項１２】
前記分析対象試料溶液に添加したＳｍ化合物中の１４７Ｓｍ量に対する前記希土類フッ化物共沈物量中の１４７Ｓｍ量の回収率を、前記分析対象試料溶液中のＰｕ量に対する前記希土類フッ化物共沈物中のＰｕ量の回収率として評価することを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【請求項１３】
前記分析対象試料溶液に添加したＳｍ化合物中の１４７Ｓｍを、Ｐｕ量の回収率を評価するトレーサとして用いることにより、２４２Ｐｕトレーサを用いずに、Ｐｕの回収率を評価することを特徴とする７〜１２のいずれか１項に記載のＰｕ定量分析方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２２５６６３（Ｐ２０１２−２２５６６３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９０７０１（Ｐ２０１１−９０７０１）
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１５日（２０１１．４．１５）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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