セシウムの存在位置をミリメートル以下の精度で可視化

汚染廃棄物の大幅削減やセシウム拡散挙動の把握へ期待

2012.12.20

独立行政法人物質・材料研究機構

NIMS国際ナノアーキテクトニクス研究拠点は、固体表面や生物中におけるセシウムの分布を蛍光により可視化できる超分子材料を開発しました。

概要

  1. 独立行政法人物質・材料研究機構 (理事長 : 潮田 資勝) 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点 (拠点長 : 青野 正和) 超分子ユニット (ユニット長 : 有賀 克彦) の森 泰蔵博士研究員とジョナサン ヒルMANA研究者らは、固体表面や生物中におけるセシウムの分布を蛍光により可視化できる超分子材料を開発しました。
  2. 東日本大震災にともなう福島第一原子力発電所事故により多くの放射性物質が漏洩し広い範囲が汚染されました。中でも放射性セシウム同位体であるセシウム137は半減期が30年と長く、今後も主な放射線源であり続けます。政府は放射性物質により汚染された地域の除染を計画・実施しています。放射性セシウムの分布を可視化できれば除染作業を効率化でき、除染による汚染物質の削減にもつながると期待できます。現在、産学官が協力し放射性物質を可視化するカメラの研究開発を行っています。
  3. 本グループは、超分子相互作用を利用してセシウムを検出する蛍光プローブを開発しました。この蛍光プローブはセシウムを内包すると緑色の蛍光を発するため、固体表面に分布するセシウムの位置を目で確認できます。この蛍光プローブは既存の放射性物質を検出する方法よりも高い空間分解能を有し、ミリメートル以下の精度でセシウムの分布を可視化できます。
  4. セシウムを含む土壌に蛍光プローブを溶かしたアルコールを噴霧し、そこへ紫外線を照射するとセシウムに汚染された箇所だけが緑色の蛍光を発します。これにより、セシウムに汚染された箇所のみを選択的に除去でき、汚染廃棄物の大幅な削減が期待できます。
  5. セシウムを含む水に浸した植物の茎断面に蛍光プローブを溶かしたアルコールを噴霧し、そこへ紫外線を照射すると、セシウムを含む部分のみが緑色に光りました。つまり、セシウムの拡散挙動や蓄積過程を視覚的に把握することもできます。
  6. 本研究成果は、セシウムの分布をミリメートル以下の精度で可視化することができ、除染の効率化やセシウムの拡散・蓄積過程の解明などに大きく貢献すると期待されます。
  7. 本研究成果は、科学雑誌「Science and Technology of Advanced Materials」で2013年1月にオンライン公開される予定です。
    T. Mori et al, Sci Technol. Adv. Mater. Vol. 14 (2013) p. 015002.
    DOI:10.1088/1468-6996/14/1/015002
「プレス資料中の図1: セシウムを検出する蛍光プローブの分子構造と蛍光メカニズムおよび蛍光スペクトル」の画像

プレス資料中の図1: セシウムを検出する蛍光プローブの分子構造と蛍光メカニズムおよび蛍光スペクトル