FNCA2019研究炉利用プロジェクトワークショップ
会議報告
2019年9月10〜12日
カザフスタン、クルチャトフ
序文
研究炉利用（RRU）プロジェクトワークショップは、カザフスタン国立原子力センター（NNC）で3日間に渡り開催された。初日（9月10日）前半の全体セッションでは、日本の個々のプロジェクトリーダーから現行のRRUと中性子放射化分析（NAA）の概要及び説明があり、本ワークショップに関するいくつかの主要課題が挙げられた。初日後半から2日目（9月11日）には個別セッションが開かれた。RRU個別セッションでは、人材育成（HRD）を含む原子核科学について、各国から順次発表がなされた。NAA個別セッションでは、大気汚染、鉱物資源に関連する活動について各国から発表がなされ、次いでエンドユーザーとの連携等のトピックスについて議論された。そしてRRU、NAAの各グループでそれぞれ議論の詳細内容をまとめた。3日目（9月12日）は、午前中にIVG.1M炉へのテクニカルビジットが行われ、午後はNNCにおいてオープンセミナーが開催された。
[個別セッション（RRU）]
RRU-1： 人材育成（HRD）を含む原子核科学
リードスピーチ1：カザフスタン国立原子力センター（NNC）研究炉の利用（カザフスタン）
NNCの設立から研究炉の歴史に関する事実が紹介され、次にそれら研究炉の主要な技術的パラメータが提示され、実施された様々な種類の実験のためのテストベンチについて述べられた。NNC研究炉の転換プロセスの現況についても簡略に触れ、国内及び国際協力プログラムを含むNNCのHRD活動について述べられた。最後にNNCの計画が言及された。
リードスピーチ2：核反応エネルギーから光放射エネルギーへの転換プロセス研究（カザフスタン）
6Li（リチウム）同位体と熱中性子との相互作用の核反応の結果として形成された高エネルギーのトリチウムイオン及びα粒子の面線源生成技術が段階的に紹介された。また、核励起プラズマの発光スペクトル特性を研究するための炉実験のスキームについて説明がなされた。さらに、リチウム毛管多孔質（CPS）を用いたアンプル装置の実験セルの熱物理計算の結果が提示された。IVG.1M炉の中性子放射野において実施された炉内実験について述べられるとともに、その結果が提示された。最後に、希ガス混合物ルミネセンスの核励起にリチウムの適用可能性が示され、今後の研究室の計画にも触れられた。
リードスピーチ3：核分裂･核融合炉の材料研究実験（カザフスタン）
NNCの1部門である原子力研究所で実施された研究開発プロジェクトの概要が紹介された。燃料材料と、核分裂炉の構造及び耐熱材料との相互作用の研究の結果が示された。これに加えて、核融合開発をサポートする研究（特に、KTMトカマク及びITERプロジェクト）の以下のような主要結果が紹介された。1） セラミックストリチウム増殖材の高リチウム燃焼照射試験、2） カザフスタンにおける原子力開発、及び3） 核融合装置のトリチウム安全性の確認研究等。
オーストラリア
原子核科学は、オーストラリア原子力科学技術機構（ANSTO）における人間の健康を含む様々な分野ですべてのオーストラリア人とグローバルコミュニティに利益をもたらすための、主要分野である。組織の優先順位に従い、ANSTOは、健康を維持するための核医学やそのイノベーションを推進している。ANSTOは知的開発に焦点を当てて、ディスカバリーセンターを通して、学童生徒、学校教師さらに一般の人びとに情報を提供し、学卒者対象のインターンシップ、学卒者採用、ならびに大学院研究･博士号取得後研究プログラムを提供している。ANSTOは、ルーカスハイツキャンパスに隣接する「nandin」と呼ばれるイノベーションセンターを創設し、ディープテクノロジー･インキュベーター、大学院センター及び先端技術産業コンポーネントからなる3階層の開発プロジェクトを準備している。
バングラデシュ
バングラデシュ原子力委員会（BAEC）は、原子力の平和利用を目指した原子力研究開発プログラムを実施している。原子力科学技術研究所（INST）は、材料科学、生物科学、及び環境科学を含む様々な分野での研究を行っている。INSTはまた、分析、保健物理学、放射性廃棄物管理、及び多数の利用者へのRIの供給等の様々なサービスを提供し、国の発展に寄与している。BAECは、人材育成に寄与するために、原子力教育及び訓練に関する様々なプログラムを有している。バングラデシュは新規の多目的研究炉1基の設置を建設予定であり、また既存の研究炉を改修してその運転寿命の延長と利用を強化することを計画している。
インドネシア
多目的研究炉（RSG-GAS炉）の利用は、原子核科学技術の研究活動ばかりでなく、RI製造、ジェムストーン着色、NAA、ならびに、中性子回析法や中性子スペクトロメトリーのような中性子ビーム用途などの広範な照射活動も目的としている。教育･訓練専用センターは、原子核力科学技術、特に安全及び原子炉利用に関連する分野での人員の能力増強に焦点を当てている。将来の活動計画には、半導体産業用の製造方法開発のための実験、及び、加圧水型原子炉（PWR）タイプの核燃料試験ロッドの非破壊試験に使用される出力急昇試験施設における実験が含まれている。
日本
地球化学、宇宙化学ならびに材料科学における様々な種類の試料について機器中性子放射化分析（INAA）及び放射化学的中性子放射化分析（RNAA）の実施を継続し、原子核科学の成果を達成している。NAAのトピックとしては、「はやぶさ」プロジェクトとそれに対する貢献を紹介し、そのプロジェクトで得られた微量の試料を取り扱う方法をレビューした。さらに、医療用RIとしての105Rh（ロジウム）及び177Lu（ルテチウム）が京都大学の研究炉を使用して製造されたが、その製造量を電子線形加速器による製造量と比較検討された。
カザフスタン
カザフスタンでは、3基の研究炉と1基の臨界施設が運転中である。2基の研究炉はクルチャトフに、もう1基はアルマティにある。研究炉利用は、応用、基礎双方の多くの原子力研究活動にわたっている。クルチャトフの研究炉（IVG1.M及びIGR）は基本的に広範な用途の材料研究に利用されている。アルマティの研究炉（WWR-K）は多目的研究炉であり、RI製造、NAA、中性子ラジオグラフィ、材料研究及び原子核科学技術に利用されている。また、幾種類かのRI製造が可能なCyclone-30加速器も運転中である。カザフスタンは原子力発電所建設を計画しているため、構造用材料研究と人材育成（HRD）はともに非常に重要である。また、WWR-K炉での高解像度の回析計の開発と製作が計画されている。核物理学研究所の核医学･生物物理学センターに本拠を置き、製造されるRIのリストを拡張するための取り組みが進行中である。
マレーシア
マレーシア原子力庁は、中性子科学研究、RI製造、元素分析、教育･訓練活動の求めに応じられるいくつかの照射施設を備えた1 MWのTRIGA炉を1基運転している。この研究炉は、低出力であり、35年以上運転されている。最大中性子束は1 x 1012 cm-2.s-1である。この炉は週に4日、1日約8時間運転されている。ただし要求に応じて、この炉は長期にわたる短寿命RI製造のために18時間から24時間続けて運転することができる。Mo（モリブデン）製造等の用途を拡張し、先進的な中性子ビーム実験の実施を可能にし、それにより便益を拡張するために、新規研究炉の計画が進行中である。この新規研究炉プログラムは、利用拡大と先進的利用に対して増えている要求を満たすことを目指している。
モンゴル
モンゴルでの原子核科学の主要組織及びそれらの研究活動が紹介された。モンゴル国立大学原子力研究センターからの最近の研究結果が提示された。モンゴル国立がんセンターにある2基の医療用線形加速器（高エネルギー及び低エネルギー）の利用が報告された。この10年で、モンゴル国内のがん死亡率は増大している。この問題をもたらした多くの要因の一つは医療用RIの供給不足であった。
タイ
近年、タイでは中性子イメージング施設が改善された。外部コリメータが設置され、L/D比は60まで増大した。回転台は10 kgまでのものに対応できるように再設計された。この機能や能力を発揮するために標準試料の分析が行われている。この他の主要な開発として、中性子回析施設のデコミッショニングがある。タイ原子力技術研究所（TINT）と韓国原子力研究所（KAERI）との共同プロジェクトとして、新しい施設が計画されている。人材育成（HRD）のために、TINTとSLRI（シンクロトロン光研究所）は中性子‐シンクロトロン科学施設を共催している。しかし、効率的なユーザー･エンゲージメント･プログラムが依然として必要とされているのが現状である。新規研究炉のためのプロジェクトが政府に対して提案されているが、パブリックアクセプタンスの問題が残っている。
ベトナム
現在、定格出力500 kWのダラト研究炉（DNRR）がベトナムにおける唯一の研究炉である。1983年終わり頃に再建された後、この原子炉は、35年以上の間、原子核科学及び原子炉利用において以下のような主要な役割を果たしてきた。a） 医療用RIと放射性医薬品製造、農業及び工業用RI製造、b） 中性子放射化分析（NAA）用試料の照射、c） 中性子ビーム研究（即発ガンマ線中性子放射化分析（PGNAA）、中性子ラジオグラフィ（NR）、原子力データ測定等）、d） 原子炉運転員の訓練、大学の学生･教員のための実習、及び新規研究炉のための人材育成に関連するプログラム等。
RRU-2: 総合討論
討論では、過去3年間の各参加国のRRUプロジェクト評価を目指した。すべての参加国に質問票を送り、事前調査が行われた。調査結果の要約を下表に示す。
（1=非常に不十分、2=不十分、3=平均的、4=良好、5=非常に良好）
参加国からの参加者たちはこの調査に対してさらにコメントを加えた。調査結果と討論に基づき、プロジェクトの優先傾向は次のとおりである。
- RI製造
- 新しい研究炉
- ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）、中性子ラジオグラフィ（NR）
- 人材育成（HRD）
- 材料研究
- 原子核科学
RI製造に関係するプロジェクトは参加国間で最も好まれている。しかし参加国のコメントによれば、これらのトピックと併せて、次のようなサブトピックを扱う必要があるかもしれない。
- 放射線安全
- 患者の安全性
- 精製
- 品質保証/品質管理（QA/QC）
すべての参加者は、FNCA RRUプロジェクトへの参加は様々な側面で有益であったとした。例えば、個々の参加国の能力及び弱点、技術的困難、改善のための知見共有、及び実際的な経験とネットワーク構築のための原子力基盤の視察といった側面である。
RRU-3:次フェーズに向けたRRUグループの将来計画
RRUプロジェクトには8つのトピックがあり、2017〜2019年の3年間はこれらすべてのトピックについて討論を行ってきた。これらのトピックは非常に広範囲にわたっており、より良い成果と知見を得られるよう次フェーズでは特定のトピックに焦点を当てることで合意された。
本ワークショップを毎年開催することの利点は、RRUにおける新しいテーマについて討論し、ネットワーク構築の機会が提供されることである。
次フェーズのRRUプロジェクトでは次のトピックについて検討する。
- 中性子放射化分析（NAA）
- 新しい放射性同位元素を含む放射性同位元素製造
- 中性子散乱
- ホウ素中性子捕捉療法（BNCT）、中性子ラジオグラフィ（NR）
- 材料研究
- 新しい研究炉
- 人材育成など
参加国はいくつかのトピックについて話し合い、3年間の次フェーズで採用する原子核科学分野における特定のトピックが検討された。考えられるトピックは、環境物質の中性子放射化分析（NAA）、医薬品用途のための精製を含む新しいRI製造、実用的なQA/QC、及び新しい研究炉に関する協力の可能性であり、それ以外にも新規課題を含めて考慮される。
【個別セッション（NAA）】
NAA-1: 大気汚染及び鉱物資源に係る活動の進捗
2015年に開始された新たなフェーズ（第5フェーズ）では、大気汚染及び鉱物資源の2つのサブプロジェクトが設けられた。大気汚染サブプロジェクトでは、各参加国で浮遊粒子状物質（SPM）試料、特にいわゆるPM2.5が採取されることとなっており、NAAやその他の手法によりこれらのSPM試料について分析され、各サイトの大気汚染レベルがモニタリングされている。鉱物資源サブプロジェクトでは、希土類元素（REEs）及びウラン（U）といった有用な元素を含む鉱物がNAAやその他の方法によって分析されており、鉱物資源の存在と質の評価におけるNAAの有効性と有用性が示されている。カントリーレポート作成に際し、日本のプロジェクトリーダーは参加者に対し、プレゼンテーションに以下の事項を含めるように求めた。
- 直近12ヶ月間の進捗を当初の計画と比較しての評価
- 懸案事項及びそれを克服するために講じた措置
- プロジェクトの顕著な成果
- エンドユーザーとの連携強化への努力及びエンドユーザーと立ち上げたプロジェクト
1） 大気汚染に係る活動の進捗
インドネシア
バンドン市の試料採取サイトにおいて、2015年から2019年に大気粉塵（APM）の調査が実施された。APMの3つの重要パラメータ（質量分率、主要元素、及び選択された元素のプロファイル）が提示された。この期間にわたって質量濃度の時系列が微小粒分及び粗粒分について得られた。主要元素の分析をもとに、それら元素の土壌、車及びバイオマス源について論じられた。S（硫黄）、Fe（鉄）、K（カリウム）、及びZn（亜鉛）の元素濃度も示され、議論された。
日本
SPMの採取と元素分析を通して、大阪府熊取における大気環境の評価が進行中である。SPM （PM2.5）はマルチノズル･カスケード･インパクト（MCI）サンプラーを使用して採取されている。採取は2018年5月29日に開始され、継続中である。採取されたSPM試料は k0-NAA法を使用して分析され、24の元素が定量化された。SPM発生源の決定が進行中である。
マレーシア
マレーシアは、微小粒子（PM2.5）及び粗粒子（PM2.5〜10）を収集するために、週に2回、採取サイトにおける試料採取を続けた。2012〜2017年の期間に収集された試料に対するPMF（Positive Matrix Factorization）解析では、微小粒子及び粗粒子についてそれぞれ5つのソースファクターが特定された（微小粒子：自動車、二次生成硫酸塩、バイオマス燃焼、土壌及び道路粉塵；粗粒子：自動車1、自動車2、工業用塩素、土壌及び土壌組織）。
モンゴル
モンゴルでは、NAA及びその他の関連手法で大気汚染及び土壌汚染を含む環境分析が行われた。研究結果は、汚染レベルは大気質及び土壌質の標準値よりも4〜10.7倍高いことを示している。APMフィルター分析のための新しいNAA法を開発し、また、NAAを用いたバイオモニタリング技術を改善することが推奨された。
ベトナム
文部科学省プログラムで、一人の研究者が京都大学研究炉（KUR）で大気汚染研究のためのSPMの収集及び分析の訓練を受けた。韓国原子力研究所（KAERI）と協力して、PM試料の照射と測定がダラト研究炉で実施された。「石炭火力発電所の大気質及び環境影響評価」に関するベトナムの科学技術省（MOST）プロジェクトが2021〜2022年に対して提案されている。
2） 鉱物資源に係る活動の進捗
オーストラリア
オーストラリア企業のためのルーチン測定には、新しい標準物質中の金の均質性の決定、及びチタン加工フローシート中の様々な段階における塩素濃度の定量が含まれる。大気サンプリングフィルター中のREEを測定するための新しいプロジェクトが交渉過程にある。
バングラデシュ
セントマーチン島の砂が分析されたが、重鉱物は確認されなかった。過去12ヶ月間に私たちはIAEAの2つの相互比較演習に参加し、土壌、堆積物、スパイス等に含まれる主要元素、微量元素及びREEをNAAによって分析した。学術研究、人材育成、及びエンドユーザーとの共同研究や連携の分野における活動を増強した。
カザフスタン
ITER施設はフランス南部で建設中であり、トカマク複合施設（Tokamak complex）の建屋（B11）も含まれている。安全のために、原子炉の停止とデコミッショニング後の放射線量率を決定するためにコンクリートの放射化の正しい評価が要求される。私たちは、この評価を行うために、INAA の方法を使用してコンクリートの化学組成を調べている。
マレーシア
分析サービスの提供を継続しており、特に規制機関である原子力許認可委員会（AELB）、鉱物加工産業、鉱物取引業者、及びLynas （Malaysia） Sdn Bhd社に対する分析サービスである。
タイ
標準物質（モンタナ土壌2711a）中の2つの元素濃度の予備的結果が、 k0-NAAを使用して報告された。理解し、修正が必要ないくつかのエラーがあったが、より高い精度と多元素決定のために k0-NAA法の開発を継続していく。
ベトナム
顧客から要請された5つの試料中のREEがk0-NAAによって分析された。k0-INAA及び誘導結合プラズマ質量分析（ICP-MS）を使用した「カットティエン及びオケオバテ･サイトにおける考古学的試料中のREEの調査」に関するベトナムのMOSTのプロジェクトが2020〜2021年に実施される予定である。アルミ缶中の中性子束の変化についての補正、及び、繰り返し中性子放射化分析（CNAA）での短寿命同位元素の不感時間が調べられた。
NAA-2: 総合討論
1） 大気汚染（SPM）サブプロジェクト
参加各国で実施されているSPMサブプロジェクトに関する討論が行われた。良いデータが得られ、少なくとも一つの共著雑誌論文が2020年の出版に向けて検討されている。しかしながら、この用途のためのNAAにはいくつかの限界があることが明らかになった。その一つは、NAAではPb（鉛）、Si（ケイ素）及びSといったいくつかの重要な元素の定量ができないことである。もっと重要なことは、分析対象の大気浮遊塵試料の分析にかかる所要時間（ターンアラウンドタイム）が長すぎて、研究室では定期的に収集される多数の試料に対処できないことである。それでもNAAを使用しての特定の重要元素（As（ヒ素）、K、Br（臭素）及びSb（アンチモン））の測定には価値があり、多数の国が将来もそれぞれの測定プログラムの継続に取り組んでいくとしている。
2） 鉱物資源−希土類元素（REE）サブプロジェクト
新しい研究室間相互比較のための適切な日本の標準物質は見つけることができなかったが、参加各国は鉱物試料の測定実施を継続した。活動には、鉱業のための標準物質の認証への参加、鉱物加工製品の分析、及び産業汚染の影響を受けた区域内の堆積物分析などがあった。
NAA-3: 次フェーズに向けたNAAグループの将来計画
NAAサブプロジェクトの次フェーズの焦点は環境モニタリングとするとの共通の合意があった。この統一テーマにはいくつかの利点がある。政府機関、規制機関、産業界及び研究者を含む広範な潜在的エンドユーザーがいることである。このトピックには次のような関係試料を含むことができる：大気汚染、土壌･河川･湖及び海洋の汚染、食品及び栄養物、産業活動、浸食過程等。複数の測定技術の適用を通して、各参加者はNAAが明確な分析的利点を提供する主要分野を特定することができるであろう。NAAを有益な環境成果に結びつける積極的なコミュニケーションが期待される。
NAA-4: 結論
- NAAグループは、計画された目標達成に向けた取り組みを継続しており、いくつかの重要な進歩が達成された。
- エンドユーザーとの生産的な連携を維持しさらに強めていく取り組みを継続的に改善してきた。
- 大気汚染と鉱物資源の2つのサブプロジェクトは、2020年3月に終了する現行フェーズにおいて完了予定である。
- 2020年4月に開始するNAAサブプロジェクトの次のフェーズは環境モニタリングに関する課題におくものと提案された。
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