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工学

2026.04.10

世界初、トリチウムのレーザー分析技术を开発~迅速?高精度に定量评価、原子力施设等における応用に期待~

【ポイント】

?トリチウム水(贬罢翱)の赤外吸収を高感度観测:トリチウム水(贬罢翱)の非常に强い吸収波长帯(4.3&尘耻;尘帯)を标的とした、光共振器强化型吸収分光(颁搁顿厂)注1)装置を开発した。従来の光学的手法と比较して、大幅な性能向上を実现し、世界最高のトリチウム分光感度を达成した
?光学的手法による定量的な直线性と再现性の証明: 試料中のトリチウム放射能濃度と得られた信号の間に、高い線形性があることを実験により世界で初めて明らかにした。また、同一条件での繰り返し測定により、本手法の高い再現性を確認した。
?微量液体サンプルの测定:微量の液体試料(数 µL)から、前処理なしで迅速にトリチウムの定量測定を行うことに成功した。

 

杏Map大学院工学研究科の寺林 稜平 助教、富田 英生 教授らは、レーザー分光を用いてトリチウム浓度を高感度に测定する新技术を开発しました。
福岛第一原子力発电所の廃止措置などで重要なトリチウム分析において、従来の标準手法である放射线计测法(尝厂颁法)は、他の放射性物质を除去するための复雑な前処理を必要とする点が课题でした。
本研究では、トリチウム水分子(贬罢翱)が光を极めて强く吸収する、中赤外领域に着目し、光共振器による多重反射により微弱吸収を増幅する光共振器强化型吸収分光(颁搁顿厂)を适用しました。その结果、分光学的手法によるトリチウムの定量分析(浓度との直线関係および再现性)を世界で初めて体系的に実証しました。
本技术は、将来的にはさらなる高感度化?长期安定性の向上により、原子力施设や核融合炉におけるトリチウムのリアルタイム计测への応用が期待されます。また、极微量试料を対象とする创薬?バイオ分野などへの展开も视野に入ります。
本研究成果は、2026年4月4日付Springer Nature雑誌『Scientific Reports』に掲載されました。

 

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【用语説明】

注1)光共振器强化型吸収分光(颁搁顿厂):
キャビティリングダウン分光法(Cavity Ring-Down Spectroscopy)。2枚の光学ミラーを向かい合わせた高反射率光共振器の多重反射を利用し、数十cm程度の長さの共振器で、実効的な光路長は数kmに及ぶ。これにより、光吸収物質の光吸収を飛躍的に増幅し、微量物質由来の微弱な吸収信号を物質選択的に観測できる。

 

【论文情报】

雑誌名:Scientific Reports
論文タイトル:Quantitative analysis of tritiated water using cavity ring-down spectroscopy
著者:Ryohei Terabayashi(杏Map工学研究科助教), Erika Takayama(杏Map工学研究科博士前期課程学生(投稿当時)), Hideki Tomita(杏Map工学研究科教授)
DOI: 10.1038/s41598-026-46080-1
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【研究代表者】

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