子どもを放射能からまもる会in千葉
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土壌放射能量の測定について

(1)土壌放射能濃度と含水率(比重)

「土壌調査まとめページ」で含水率と放射能濃度の関係について触れましたが、実際にデーターを取ってみましたので公開します。

試料は千葉市内の公園の土壌で雨水による濃縮が起きている部分で採取した試料を一旦よく乾燥させてから攪拌して材料を取り分けます。(300g×3個)

1個はそのまま、他は50cc(50g)と100cc(100g)水を加えて、NaI(Tl)スペクトロメーターで放射能濃度を測定します。加水すると多少膨潤して体積が少し変わりますが、誤差範囲として無視してあります。

それぞれの比重を計算して放射能濃度測定結果と比較したのが以下のグラフです。
当たり前といえば当たり前ですが、同じ土を測っても(元の重量は同じ)含水率が高くなると直線的に「放射能濃度」が小さくなるようです。(Bq/Kgは重量あたりの数値)
Soil_Rad_Density.jpg

水がγ線を遮蔽をすることは良く知られていますが(逆にγ線の減衰率から含水率を推定する方法があるようです)、スライム状の泥水ならともかく大きな影響は受けていない様に見えます。

上の例だと雨が降ってぬかるんだ状態と乾燥して飛散するような状態では倍濃度が異なるというのが判ります。

分析機関によっても含水率の測定をデーターに添付している所としていない所、またはオプションで別料金で対応している所など色々の様です。
含水率の測定は電位差を用いた簡便なものもありますが、そもそも含水率以前の体積の正確な測定も非常に難しいのです。

環境省 一般廃棄物処理事業に対する指導に伴う留意事項について

3 測定分析
(1) 単位容積重量
2の試料を容量既知の容器に入れ三○cm位の所から三回落とし目減りしたならば、目減り分だけ更に試料を加える。
単位容積重量(または見かけ比重)は、次式(1)により算出する。
単位容積重量(kg/m3)=試料重量〔kg〕/容器の容量〔m3〕…(1)
(2) 水分
3の(1)に用いた試料を秤量したのち、乾燥器等を用いて105℃±5℃で、恒量を得るまで乾燥し秤量する。
水分は次式(2)により算出する。
水分(%)=((乾燥前の重量〔kg〕-乾燥後の重量〔kg)〕/乾燥前の重量〔kg〕)×100…(2)

文科省 緊急時におけるγ線スペクトル解析法

乾土率の求め方
① 使用する磁製るつぼまたは磁製皿等の試料容器の風袋重量を秤り、記録する。
② 湿土試料数十g 程度を試料容器中で平らになるようにならし、重量を測定する。
③ 試料が舞い上がらないよう、風量を調節しながら、105℃に設定した熱風乾燥機で数
時間程度恒量になるまで乾燥させる。
④ 試料容器をデシケータ等に移し、1 時間程度放冷後、重量を秤り、風袋重量を差し引
いた後の試料重量を乾土重量とし、記録する。
⑤ 乾土重量を湿土重量で除し、乾土率とする。

分析機関の方に電話で問い合わせた所、含水率については上記の様に加熱乾燥式で行うとの回答を得ましたが、この辺の話は知識が乏しいので詳しい方からフォローいただければ助かります。

ms.jpg

上図は加熱乾燥水分計(エー・アンド・デイHPより)


(2)土壌中の自然核種について


先日お伝えした山形県理化学分析センターに依頼した千葉市内5公園の土壌測定結果ですが、正式の報告書が届きましたので公開します。

分析機関による土壌放射能濃度報告書(picasaWebアルバム)

下図は宮野木中央公園のゲルマニウム半導体検出器によるスペクトル
Smiyanogispect.jpg

土壌(農産物も同じ事ですが)には半減期が非常に長いウラン238系、トリウム系列の「自然核種」が含まれています。これらの中にはセシウム134と極めて近いエネルギーものがありますが、NaI(Tl)シンチレーターではこれらを分離することは不可能です。
例えば605KevのCs134と609KevのBi214は何時間測ろうが分離できません。(「あさイチ」での首都大ようにゲルマニウム半導体検出器を使用しても間違える場合もあります。)

従ってNaI(Tl)シンチレーターの場合余分なものまで数えている可能性があり、どこまで行っても「あいまいさ」は残ります。
「ゲルマとの比較」も質の違うものを比べているという点は押さえておく必要がありますが、(どこまで精度を求めるかによりますが)(1)で述べた含水率よる違いよりはるかに小さいものだという点も同じように重要です。

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