原子力施設や医療施設から放出されているテクネチウム-99（⁹⁹Tc）については、β線のみを放出する核種であるため、その分析、測定方法が複雑なことから、環境モニタリングとしての測定例はわずかしかありません。しかし、医療分野では、特定の臓器や細胞に集積し易い薬をRIで標識した放射性医薬品を用い、核医学診断・治療が行われ、その中で、^99mTc（半減期6時間）は我が国でのがん、脳血管疾患、心臓疾患の三大生活習慣病や認知症等の診断に年間90万件（世界では年間2800万件以上）利用されています。このことから、環境試料中の⁹⁹Tc濃度レベルを把握することは、今後に必須となるテーマではありますが、先に述べたように、定常的な測定はほとんど行われていません。

この⁹⁹Tcを定常的に測定できるようにすることを目指したものが、「土壌中テクネチウム-99分析法の確立と医療用RI製造への応用」です。燃焼法-TEVAレジンによる分離-誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）による分析・測定法で、土壌中⁹⁹Tc濃度の測定が定常的に可能となります。この方法は、加速器中性子を利用した^99mTc製造において、妨害となる⁹⁹Tcの存在量の定量にも適用可能な方法となります。

そこで、目的核種である⁹⁹Tcを効率的に単離・回収するための分析法と共存元素を測定時に取り除き極低濃度の⁹⁹Tcを測定できる誘導結合プラズマ質量分析装置（ICP-MS）の最適測定条件設定に向けた基礎データの取得を行いました。今回の分析対象表土は、再処理施設周辺の環境モニタリングで採取しているものと同じ地点を含む6地点で採取しました。

採取した土壌に、量子研の加速器中性子利用RI生成研究プロジェクトのメンバーから提供された化学分析回収率測定用トレーサー95mTcあるいは当研究所で所有する⁹⁹Tcを添加し、様々な燃焼条件で土壌試料を燃焼させ、土壌からテクネチウムを回収し、それをEichrom社製TEVAレジンに通し、テクネチウムを精製しました。この際、電気炉の配置と捕集溶液の種類との組み合わせを変化させ、高回収率の得られる条件を検討しました。次に、測定において、コリジョン／リアクションガスの導入条件を変化させることで、目的元素と妨害元素の分離が可能となるAgilent Technology社製ICP-MSであるAgilent 8800を使用するための最適条件を検討しました。これらの最適条件を適用し、土壌中⁹⁹Tcを測定しました。また、土壌中⁹⁹Tcの化学形に関する調査も行いました。

図1は、今回の研究で使用した燃焼装置の写真です。本来、この装置は土壌中のヨウ素を焼き出すために設置されていたものですが、それを応用しました。捕集溶液の種類についても様々な検討を行いましたが、1 M水酸化ナトリウム溶液又は0.5M硝酸の時に高回収率となることが分かり、その後の分析の簡便さも考え、0.5M硝酸を捕集溶液とすることにしました。

図1 燃焼装置の写真

図2は、リアクションガスとして、水素ガスをICP-MSに導入し、その流量と測定時に妨害となるルテニウム（Ru）とモリブデン（Mo）、測定対象のTcの強度変化をプロットしたものです。この図から、水素流量を大きくすることで、RuとMoの信号と分離できることが分かりました。

図2 Ru・Mo・Tc 強度比較（H₂ガス）

分析法及び測定法を最適化した条件下で、土壌中⁹⁹Tc濃度を測定した結果、9～14 Bq/kg・乾土の範囲にあることが分かりました。この濃度は、先行調査結果と同程度であり、妥当な結果を得ることができたと考えています。

最後に、土壌中⁹⁹Tcの化学形に関する調査を行いました。通常の化学分析トレーサーとしては95mTcO₄^-を使用しています。この化学形での添加が一般的で、先行研究でも同様のトレーサーを添加しています。しかし、土壌中でのTcの化学形は複雑なため、それを模擬するために、トレーサーの化学形を亜硫酸水により還元し、それを土壌に加えて焼き出し実験を行いました。その結果、還元雰囲気にあるような試料中の⁹⁹Tc濃度を測定しようとする場合には、化学形に関する検討の必要なことが分かりました。

今後については、本研究はこれまでに実施されていない定常的な⁹⁹Tc濃度の環境モニタリングを可能とするものであり、土壌だけではなく、他の環境試料への適用可能性に関する研究に継続的に取り組んでいきたいと考えています。また、医療用RI製造に係る研究にも応用していきたいと考えています。