NIES-TERRAとは

 

    地球温暖化やオゾン層の破壊、あるいは有害元素や化学物質による環境汚染など、今日私たちは多くの環境問題に直面しています。これらはいずれも、人間活動によって地球上の物質や元素の存在、循環が大きく撹乱され、その結果として人類の生存が脅かされるに至る、という共通の側面を持っています。すなわち、これらの環境問題の解決のためには物質や元素の循環を明らかにし、あるいは有害元素・物質の起源を探って、撹乱を取り除かなければなりません。宇宙線起源の放射性同位体は、そのための有用なトレーサー(追跡のための指標)です。

    私たちの住むこの地球上では、宇宙線の作用で絶えず極微量の放射線同位体が生成されます。それらは環境中を循環しながらそれぞれの寿命に従って消滅していくため、地球全体でみるとある一定の割合いで同位体が存在します。しかし、新しい放射性同位体の供給がない環境では、それらの同位体は時間の経過とともに減少しつづけます。この性質を利用して物質の年代を測定することが可能です。例えば放射性炭素(14C)は5730年で初めの量の半分になる性質があり、物質に含まれる14Cの量が最初からどれくらい減少したかがわかれば、反対にその物質に炭素が取り込まれた年代を算出できるのです。炭素は生物の体を構成する主要な元素のひとつですが、生物の場合は死亡して、炭素がとりこまれなくなってからの時間を知ることが可能です。放射性同位体のこの性質を時計として利用して、環境中の元素・物質循環の時間スケールを明らかにしたり、あるいは堆積物の年代を決めたりすることは、現在や過去の環境変動を調べる上で非常に重要です。また例えば有害化学物質にふくまれる14C濃度を調べてやれば、非常に古いためほとんど14Cを含まない石炭や石油などの化石燃料に由来する割合と、微量ですが化石燃料よりは何千倍も14Cを多く含んでいる生物由来の割合を見積もることが可能です。

    しかしながら、宇宙線起源の放射性同位体の環境中濃度は極めて低く、従来の放射線計測では測定が困難でした。例えば、身近にある植物の葉1グラムには10億個以上の14C原子が含まれていますが、それが崩壊して出るβ線は1分あたり2、3個にすぎません。β線計測で14C量を正確に測るには、多量の試料と長い測定時間が必要です。一方、14C原子を直接数えることができれば、はるかに高感度に測定ができるはずです。そのために開発された分析法が、加速器質量分析法です。 

    国立環境研究所(NIES)タンデム加速器分析施設は、この加速器質量分析法を中心として、元素分析法である粒子励起X線分光法も適用できる、環境研究のための施設です。英語名(Tandem accelerator for Environmental Research and Radiocarbon Analysis)の頭文字をならべ、NIES-TERRAと名付けました。TERRAは大地、地球の意味。文字通り「地球をはかる」ための研究拠点として、環境研究の推進を目指しています。

 

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