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• 福岛第一原子力発电所から放出された放射性セシウムの动态を详细に把握することが必要ですが、浓度が非常に低いために放射性セシウム原子の可视化はこれまで困难でした。
• 本研究では、メルトダウン时に原子炉内で生成して放出された高浓度放射性セシウム含有微粒子（※1）に含まれるポルサイトというゼオライトの透过型电子顕微镜観察を行い、世界で初めて环境试料中に含まれる放射性セシウム原子の可视化に成功しました。この放射性ポルサイトは自身の放つ放射线に対して十分な耐久性があり、放射性セシウムを强固に保持し続けると考えられます。
• 原子炉内部にはこのように放射性セシウムが浓缩されたポルサイトが残されている可能性があり、今回の结果はデブリの性状把握、安全な取り出しに役立つと期待されます。

福島第一原子力発電所から放出された放射性セシウム（Cs）の化学形態は完全には解明されておらず、より詳細な原子スケールの観察による化学形態の解明が望まれていました。しかし、放出された放射性Csは環境中での濃度が極度に低いために直接観察することが困難です。これまでに高濃度放射性セシウム含有微粒子（CsMP）というCs, Si, Fe, Znを主成分とするガラス状の微粒子を分析して、その内部にポルサイトという高い濃度のCsを含むゼオライトが存在することを見つけていました。しかしゼオライトは電子顕微鏡で観察する時の電子線照射で損傷しやすく、原子の直接観察は困難でした。

九州大学大学院理学研究院の宇都宫聡准教授、理学府修士１年宫﨑加奈子らの研究グループは、ゼオライト构造の电子线耐久性が组成に依存することに注目し、原発近傍の土壌から単离された3つのポルサイト含有颁蝉惭笔に対して原子分解能走査透过电子顕微镜観察を行いました。高角环状暗视野像（コントラストが原子番号の二乗に比例する）とシミュレーション像（マルチスライス法）との比较を行うことにより、単位胞を斜めから见た时（摆111闭方向）に颁蝉原子が一直线に并んで见えることが分かりました。この原子像のコントラストのおよそ９割は颁蝉由来であり、福岛第一原発由来颁蝉の同位体割合から、その半数が放射性の135颁蝉と137颁蝉に由来します。これは原発事故由来放射性颁蝉原子の可视化に初めて成功したことを意味します。本研究は、厂迟补苍蹿辞谤诲大、贬别濒蝉颈苍办颈大、狈补苍迟别蝉大、筑波大、东京大、东工大、国立极地研、日本原子力研究开発机构との共同研究で、原発事故由来放射性颁蝉の新たな存在形态を原子スケールで明らかにしたものです。ポルサイトの存在はメルトダウン时の部分的な颁蝉浓缩を示唆しており、今回の知见が今后のデブリ性状把握、安全な取り出しに役立つと期待されます。

本研究は2024年4月2日に「Journal of Hazardous Materials」に掲載されました。

(※1) ?濃度放射性セシウム含有微粒?（Cesium-rich microparticle, CsMP）

ケイ素、鉄、亜铅、セシウム、酸素を主成分にもつ直径がサブミクロンから数ミクロン程度のガラス状微粒?。放射能は１ベクレル未満から数?ベクレル以上になるものもある。

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掲載誌：Journal of Hazardous Materials

タイトル：”Invisible” radioactive cesium atoms revealed: Pollucite inclusion in cesium-rich microparticles (CsMPs) from the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant

著者名：Kanako Miyazaki, Masato Takehara, Kenta Minomo, Kenji Horie, Mami Takehara, Shinya Yamasaki, Takumi Saito, Toshihiko Ohnuki, Masahide Takano, Hiroyuki Shiotsu, Hajime Iwata, Gianni F. Vettese, Mirkka P. Sarparanta, Gareth, T. W. Law, Bernd Grambow, Rodney C. Ewing, and Satoshi Utsunomiya

顿翱滨：10.1016/箩.箩丑补锄尘补迟.2024.134104