S c i  R e p .  Kanazawa U 現 i v . ， Vo 1 .   1 5  N o .  2 ，  p p  2 1 ‑ 3 6   J u n e  1 9 7 0  

S c i  R e p .  Kanazawa U 現 i v . ， Vo 1 .   1 5  N o .  2 ，  p p  2 1 ‑ 3 6   J u n e  1 9 7 0  

The Determination of Plutonium  in the Fall‑out Samples at Kanazava 

Y  o s h i k a z u  1NOUE 

1 n s t i t u t e  o f  R a d i o l o g i c a l  s c i e n c e ，  Anagawa ，  Chiba 2 8 0  

and Masanobu SAKANOUE 

Radiochemical Laboratory ，  Department o f  Chemistry ，  F a α l l t y  o f  S c i e n c e ，  Kanazawa U n i v e r s i t y ， 

Kanaza  wa 9 2 0  

Abstract‑The t r a c e r   s t u d i e s   o f   t h e   r a d i o c h e m i c a l   p r o ・

c e d u r e  f o r  t h e  s e p a r a t i o n  a n d  t h e  d e t e r m i n a t i o n  o f  p l u t o n i u m  i n   t h e   f a l l o u t   s a m p l e   w e r e   made b y   u s i n g   t h e   m e t h o d s   o f   i o n   e x c h a n g e ，  e l e c t r o ‑ d e p o s i t i o n  a n d  a l p h a ‑ s p e c t r o m e t r y .  

The d e v e ) o p e d  p r o c e d u r e  f o r  t h e  d e t e r m i n a t i o n  o f   p l u t o n i u m   i s o t o p e s  w a s  a p p l i e d  t o   t h e  f a l l o u t   s a m p ) e s   a t   K a n a z a w a  d u e  t o   t h e  t h i r d  a n d  t h e   f i f t h   n u c l e a r   t e s t   e x p ) o s i o n   o f   C h i n a .   The  c o n t e n t s  o f  u r a n i u m  a n d  n e p t u n i u m  i s o t o p e s  w e r e  a l s o  d e t e r m i n e d   i n  a d d i t i o n  t o  t h e   e x a m i n a t i o n s   o f   r  d e c a y  c u r v e s  a n d  s p e c t r a   f o r  t h e s e  s a m p l e s .  And ，  b a s e d   o n  t h e s e   d a t a ，  s o m e   d i s c u s s i o n s   w e r e  made a s  t o  t h e  s o u r c e   m a t e r i a l   o f   t h e   n u c l e a r  b o m b  u s e d   i n  t h e  C h i n e s e  f i f t h .  t e s t  e x p l o s i o n .  

1 .   In 仕 oduction

The o b s e r v a t i o n  o f  f a l l ‑ o u t   r a d i o n u c 1 i d e s   a t   Kanazawa from  1 9 6 3   t o   1 9 6 5  were  r e p o r t e d  p r e v i o u s l y  f o r  t h e  f o u r  c a s e s  o f   t h e   nu c 1 e a r  t e s t  e x p l o s i o n 1 > .   E s p e c i a l l y ，  f o r   t h e   f a l l ‑ o u t   from  t h e   f i r s t   Chinese  nu c 1 e a r   t e s t   e x p l o s i o n ，  t h e   d e t e r m i n a t i o n   o f   uranium i s o t o p e s   ( 2 8 4 U ，  2 8 5 U ，  2 8 8 U  and 2 8 7 U )   were c a r r i e d   o u t   and  t h e   e x i s t e n c e   o f   2 8 9 P U  was s u g g e s t e d  i n  t h e  a l p h a  s p e c t r u m .   But i t s   d e t e r m i n a t i o n  c o u l d  n o t  be made  d e f i n i t e l y ，  b e c a u s e  t h e  a n a l y t i c a l  s e p a r a t i o n   method  was n o t   s p e c i a l l y   d e s i g n e d   f o r   p l u t o n i u m .   1 n  1 9 6 6 ，  t h e  t h i r d   and t h e   f i f t h   nu c 1 e a r   t e s t   e x p l o s i o n   o f   China were  done  and  t h e i r   f a l l ‑ o u t   samples  were  c o l l e c t e d   a t   Kanazawa.  1 n   t h e s e   c a s e s ， 

‑ 2 1 ー

2 2   Y o s h i k 呂 z ulNOUE 2 n d  I v l a s a n o b u  SAKANOUs 

o f   plutonium from  o t h e r   r a d i o a c t i v e   n u c l i d e s   was  made and i t s   ammmt 呂

c o u l c l  b e  d e t e r r r J . I n e d .   And some d i s c u s s i o n s  were made a s   t o   t h e  s o u r c e  m a t e r i a l  o f   t h 日 S 色 n u c l e a rbomb ，  Furthermore ，  i n  t h e   f i r s t   p a r t   o f   t h i s   r e p o r t ，  t h e  

o f  t h e  c h e m i c a l  p r o c e d u r e  f o r  t h e  d e t e r m i n a t i o n  o f   i s   shown ， 

2 .  

1  )  E l e c t r i c   centrifl認と l\11od百1~FT9S， Kubota S e i s a k u s h u  Co ， ・ Lt d .  

2) G … 釦 ^{ω 加 1 0 1 1d e t e c t o r   w e l l  t y p e 附 1  十十一→→→川て;( a}

3)  G 五 M 在む o u n t ε r E n ι d

^幅

w I l 加 ndow νtyp 抑 色 G l V 在 ' [ t u b 告 with5 0  m m

ム

d i a m e t ε E 二 Aloka ， M o c l e l   t h i c k n ε s s   2.4 ，~2.6 (RG.)  3 0  cpm. 

4  )  s d n t i l l a t i o n  d e t e c t o r   ZnS  c r y s t a l  with  2  n  diamete r .   s c a l e r   Model TDC‑1  ，  Nihon l V l u s e n  Co 吋Lt c L

5) Double  i o n i z a t i o n   chamber  Osaka  Dempa  Lt d .  

f o r   P t ト 2 3 8 . (RG.):  0 . 0 1 5 '

叫

0 . 0 2 5 I 五日 7

f o r   4  ‑ l   E MeV R e g i o n .   e f f i c i e n c y ) :   4 9 . 3 士1. 5 ; 弘 e s t i m a t e d an  o f   t h e   s t a n d a r d   s o l u t i o n   o f   Pu~239 0 . . 1 332μCi  Radiochemical  C e n t e r ， 

6) 1 0 0  c h a n n e I   Model  1 1 ‑ 1 ' ふ 1 0 0 ， Kobe  C o . ，  L t ふ

3 .   ChemIcaIs 

A l l  c h e m i c a l s   a r e   t h e  guranteed r ε a g e n t  exc 色 p t f o r   t h e   o r g a n i c  r e a g e n t  Di

^口

i s o ‑ k e t o n  

Acid :  H t < ! 0 3 '   8 a l t  s o t u t i o n   2  M 

HF~

s o l u t i o n  i n   S  1 ¥ ; 1   HCL 

and t h e i r  m i x t u r e s .  

F 巴3+ c a r r i e r   S O I U t i O l l ，  and 

f ， l ' e a g e n t   5 ' 011 ノ 3 妥 協 c : c t r a c t i o n DIBK p r e ‑ e q u i i i b r a t e d  with  8  M HC l .   R a d i o a c t i 1 J c  trace?~s P l u t o n i u 1 1 1 ‑ 2 B 8 2)  and  uraniUIT1~2328) u s e d   i n   t h i s   work  were 

i n  our laboratory.ω237 was o b t a i n e d  from  RCC  i n   E n g l a n d .   Uramm い 2 3 7 剖 l d n 色 p t u n i u m . . 2 B 9 V I!白色

from  n e u t r o n   i r r a d i a t e d   usmg amon  i E う S l n and e x t r a c t i o n  

I o n ^附 r e s i n Dowex‑lX8  The r e s i n  o b t a i n e d  comm 色 r c i a l l y was washed with HCl 呂 nd d i s t i l l ε d   ¥ ; v a t e r ，  r 巴 A f t e r washing v l ! I t h  s u f f i c i e n t   r ε s i n  was s t o r e d  i n   1  M HCL  I o n  e x c h a n 仰 c o l u r J ま n The i o n   exchange  column  ShOW l 1   i n   F i g .   1 was  made o f  

p o l y e t h y l 邑 net u b e  i n  o r d ε r  t o  a v o i d  c o r r o s i v e   ~effect o f  

f l u o r i c  a c i d  on t h e  g l a s s  column

曲

I nany c a s e ，  How r a t e  was  n o t   but  i t   had  c o n s t a n t   r a t e 明 。 1‑ ' 0 . 4

f l o w .  

The D e i e r m i n a t i o n  o f   . P l u f o n i u m 叫 i h eFa! ム o u tSamtlcs a t   Ka 持 ( { z a ωa 2 3  

Resin 

i 斗 N7mm 

F i g .   L  1 0 1 1   e x c h a l l g e  c o l u m n  

4 .   Tracer  日 土 ud . i : e s0 [ :   a n a J y s i s  f o r  

4

^圃

L S 乱 mpled e c o m p o s i t i o n  and t h e  c o n c e n t r a t i o n   o f   plutonium  with  hydroxide  o f   i r o n   by  c o p r e c l  p l t a  t lO 1 1   •

T ' h e  s a m p l ε ，  5‑10 g  o f   s o i l   o r  o t h ( う rm a t ε r i a l ， 

¥N 乳詰 f i r s t   I : r ε a t c d   with  c o n c .   1 到 、 t o decompose  o r g a n i c  m a t e r i a l s  and t h e n  d i g e s t e d  on a  h o t  p I a t ^告 v v ' i t h   c o n c .   HCI0 4  and  c o n c .   HF i n   a P t   d i s b   r 記 p e . a t e d l yt i l l   t h e   r e s i d u e   t u r n e d   t o   s c r n i 四 1 : . r a n 5

^司

p a r ε n t   s i l i c a   geL  Although  t h e   f a l l o u t   s a m p l e s   may b e  decomposed a 1 1 1 1 0 s t  i n  t h i s  s t e p ，  remaining  r e s i d u e   was  t r 日 a t 一 色 d f n r t h e r m o r e  by f u s i o n   ¥ v i t h   : f l ux o f   sodium and  pottasium  c a r b o n a t e 乱 nd t 1 1 色

c a k e   was  t a k e u   up with c o n c .   HCl ，  a n c l   t h e n   a  1 訊 r g eamount o f  h o t  d i s t i l l e d  wat 日 r . Fτom  t h e   sampl 邑 s o l u t i o n o b t a i n e c l   by  t h e   above  method  o f   d 巴 c o m p o s i t i o n ， plutonium was c o l l 己 c t e dby t h e  c o p r e c i p i t a t i o n  with f e r r i c  h y d r o x i d e .  

4 ‑ 2 .   Tr ・ a c e rs t u d i e s  f o r  t h e  c h e m i c a l 田 p a r a t i o no f   p l u t o n i u m .   4 ‑ 2 ‑ 1 .   The m e t h o c l   C A ) .  

The a n a l y t i c a l   m 日 t h o d f o r   t h e   s e p a r a t i o n   o f   plutonium  f r o r n   o t h e r   e l e m ε n t s   c o p r e c i p i t a t e d   with  f e r r i c   hydroxide ，  e s p e c i a l l y   from  uranium ，  was  examined  employing uranium

畑

2 3 2( c o n t a i n i n g  s m a l l  amount o f   i t s   daughter ，  thorium

^語

εmd plutonium

^伺

2 3 8 a s   t r a c e r 呂 町 Three  d i f f e r e n t   sample  s o l u t i o n s ，  one  c o n t a i n i n g   o n l y   plutonium

^帽

2 8 8( s a m p l e  A) ，  t h 忠 s e c o n d o n l y   uranium

^悶

2 3 2( s a m p l ε B) ，  and t h 日 t h i r d b o t h  p l u t o n i u m ‑ 2 0 3 8  and  UI

^司

anium

^倒

2 3 2(sample C) ，  were p r e p a r e c l .  

On 邑 t e n t h mi l J i t e r s   o f   0 . 2  M  F 己 0 ' ， TH 2 SO j) was  added  t o   t h 巴 sample s o l u t i o n   c o n t a i n l n g  h y d r o c h l o r i c  a c i d  i n   o r d ε r  t o  a d j u s t  thεvalency s t a t e  o f  plutonium t o   PU  ( I I I ) .   A . f t e r  wanning ，  t h e  sample s o l u t i o n  was made t o   3  M  H C l ‑0.5M  HF  s o l u t i o l 1  

and p a s s e d  through t h e  Dowex‑lX 3 a n i o n 日 xch 旦 ng 巴 r e s i n colunm ( r e s i n  v o l u 自 己 ， 3 

m 1 ) .   1 n  t h i s  p r o c e s s  uranium and i r o n  were r e t a i n e d  on t h e  column and Ra ，  A . c ，  1 ' h ， 

Pa ，  Np Pu ，  a l k a l i   a n c l   a l k a l i n e

^嗣

e a r t h met 昌 1 s p a s s e d   through  t h e   column 町。 A f t e r

washing t h e  column ¥ v i t h  6  ~ ' 7   t i r n e s   column volumes o f  3M HCJ‑0.5M HF ，  uranium 

w ^{出 色} l u t e d by p a s s i n g   1 0   t i m e s   columu  volumes  o f   6  M  HC ト 0.1M HCI0 4 ，  i r o n  

remained  on  t h e   column  even  a f t e r   t h i s   e l u t i o n   p r o c e s s .   To t h e  e f f l u 己 n to f   8  M 

HCl

^圃

0.5MHF ，  2  M AICl g  s o l u t i o n  was a d d e d  enough t o   mask f l u o r i d e  i o n ，  then t h i s  

s o l u t i o n  was p a s s e d  through t h e  Dowex‑l:< 8  r e s i n  p r e c o n d i t i o n e d  by 5.5M HCl and t h e  

column was washed 5.5M HC l .   1 n  t h i s   p r o c e s s ，  P u ( I I I )   was s e p a r a t e d  i n t o   5.5M HCl 

e f f l u e n t  from neptunium which would b e  r e t a i n e d  on t h e  r e s i n .  The e f f l u e n t  o f   5 .  5M 

HCl was e v a p o r a t e d  and i t s   r e s i d u e  was t a k e n  up by 8 1 V 1  HC l .   1 n   o r d e r   t o   o x i d i z e  

P u ( I I I )   t o   Pu(IV) ，  0 . 3   1 1 1 1   o f   3  M  NaNO z  s o l u t i o n  was added t o  t h i s  s o l u t i o n .   By 

p a s s i n g  t h i s   s o l u t i o n   through  t h e   Dowex~lX 8 r e s i n   p r e c o n d i t i o n e d   with  8  M HCl ， 

2 4   YoshH 国 Z l 1 INOUE a n d  M a s a n o b u  SAKANOUE 

A f t e r   t h e   column v 1 i t h   8  ¥ 在 I

V / U S  r 邑 t a i n e dand o t h e r  s e v e r a l 記 l e r u e n t s

was e l u t e d  with  [   M HCL  ) The  c o n d i t i o n s   o f   t h e s ^色

i o n   ÇA"~HO.H，~巴 were

b a s e d   on  our 

r e s u l t s   s h o v v n   i n   2 ，  ' w h i c h   V i a s   o b t a i n e d   t h e   t r a c e r   s o I u t i o n   and  PU  This shows  t h e  

c u r v e  o f   on t h e  Dowex

^桐

1  x  8  r e s i n .   The  t r a c e r   s o I u t i o n  was c o n s i s t e d  ofabout  8 否。 fP u ( I I I )   and  四 o fPU  b e c a u s e  1 1 0   a d s o r p t i o 1 1   o f  

0 1 1   t h e   Dowεx~lX 8  had 

ぬ

U 1 4 1 φ b u g s p u f i a s s ' B f L f d a u  

一 段 出

m 一

I 1

浩 一

1 0

印 氏

A Y

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︑ ︑

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辺 一 ₄

1 4 行 い 釦 一 工 江 唱 白

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一 泊

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︑ 口

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︒ 出 一 日 旦

一i C 8

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G I 1 1 1 1 1

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明 ト 一 二 配 吃

︼ 白 川

‑ 0 0

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H 5 E R 同 + ハ

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ロ 印 刷 ︒

︒ 沼 岡 山 悩 g O 刑 判 告 ︒ 凶 喝 の ︿

吉田

O M 包

5 4 . 4

been confirmed i n  anv c o n c e n t r a t i o n  o f  HCL 

The uranium f r a c t i o n  i n  anion exchange r n e t h o d  was  t o  n e a r l y  

and thεresidue was t a k e n  up with  2  ml o f   2  M  under  Then ，  2 ml  o f   HCOONH. and 1 0   ml o f   d i s t i H ed  w 乱 t e r werεadded t o   make up t h e   e l e c t r o l y t i c  

c e l l   and uranium  was 

s o l u t i o n 6) .   The s o l u t i o n   v ¥ " a s   t r a n s f e r ε d   i n t o   an 

I o r  about 2  h o u r s  a t  a  c o n s t a n t  c u r r e n t   0 1 1   a  s t a i n l e s s  s t e e l  

0 . 5  A. 

The  f r a c t i o n   1 ; v a s  e v a p o γ a t e d  t o   and  t a k e n  up with  ml o f   O .   l J M HCl undεr h 回 t i n g . ' T h e n ，  5  1 江 1 1o f   4  f v l   1 ml o f   O.5M 

. 7 5   ml o f   2.M  and  d i s t i l J e d   water  ' V v e r 告 added 切 make up t h e   t o t a l   volume 1 0 . 0  ml o f  t h e   s o l u t i o n .   From t h i s  s o l u t i o n ，  p l u . tonium was  electro~

a  s t a i n l e e s  s t e e l   f o r  a b o u t   2 h o u r s  a t  a  c o n s t a n t  c u r r e n t  0 . 5   ] ¥ 川

Th 色 o v e r a l l scheme  i s   shown  i n   F i g .   3 .   The  a l p h a   s p e c t r o m e t r i c   r e s u l t s  

c o u l d  be 

4) o f   t h e s e  

4

^岨

2‑2 .  The o t h e r  method 

show  t h a t   uranium  and  t h e  p r o c e d u r e  mentioned above 。

Another s e p a r a t i o n  method was examined f o r  

m e t h o d i j )  o f   a n l o n  exchange r e s I r L 

and plutonium ， 

A s o l u t i o n  0 1   U

回

2 3 2 ， a l 1 d  Pu‑239 was n e a r l y  d r i e d  up t o g e t h e r  with c o n c .  

HNO a  on a  h o t  p l a t e  s 己 v e r a lt i m e s .  The r ε s i d u e  was t r e a t e d  with 2 0  ml o f  d i l .   HCl and 

1 0  mg o f   F ♂十 wasadded and then NH g  gas was p a s s e d  through t h e  s o l u t i o n  un t i l .   i t s  

pH became t o   a b o u t   8 .  F e r r i c   formed was  and 

washed  with  h o t   d l 1 .   NH 4 0H ，  and  d i s s o l v e d   i n   O o ， i f M  H 2 C 2 0 4  s o l u t i o n   o f   smaH 

The Detenni 持 afum01 P l t d o 持 ium 的 t h e   FaU

^固・

Ql . t8 a 1 1 1 ρ l e s   a t  Kanazawa  2 5  

SAMPLE 

~ add  T r a c e r s :   P u ‑ 2 3 8  and U

^回

2 3 2 (十 T h ‑ 2 2 8 )

~ decomp. with HNO" ，  H 2 SO ゎ H C l O . " HF 

e v a p o  

一一一上一

〆 一 一 「 一 一 一 一一ー一一一一¥

2M HCIO ，  2ml 

2M HC0 2 N H . ，   2ml  2M HC0 2 NH ，  O . 7 5 m !   O.5M  (C0 21 ， ¥ H . ')2  1m! 

一「一一 ^O.lMNaCl 

¥  NH.， O旦二二二一!~! 3 ' 3 ̲ J  t . l e c t I

印

1 ピ POSit lOl1

e l e c t r o d e p o s i t i o n  

ψ 斗 ，

a spcctrome . t r y ' ¥ : α s p e c t r o m e t r y

不

*by Double gridded ionization Chamber 

Fig.  3 .   The analytical scheme for plutoniurn nsed  in tracers study 

Added  R ， ^世 covered

A  瓦 ^{o c p m   〈 ご 0 . 5 c p m}  

2 3 . 5   c p m   5 . 7 ' 1  c p r n  

B  I  局 ~~~: 司 . 2 3 8 ^{3 7} O  ^{. S}

^匁

^c c f J ^p m  ^{m 曜 く 1} 0 ⁰ . ^. 5 c ^{5   c p} p m ^m    

t  ^{I  ~-2~~_ I  3 : . ゲ 仰 1 2 . 5   c ρ 官}

Pu‑238  I  2 3 .  5  c p m   3 宮 3 c p m  

ぉ C o r r o c t e r f1 0 r   T h ‑ 2 2 8  

C o u n t s   by  ZnS 5 c i  n t i l l a t i o n   C o u n t " r  

( B . G .   C o . む ， 5 c p m )  

P U

^叫

U‑232  5/ ， 9  MeV  5 . 3 2  M e V  

5 . 2 6  M e V  

G ハ

¥¥1'1 ¥ 

" " 1  

D <  ‑ Spect  rometry  '¥ 

」一一→~ ¹⁶²  m i n  

; p   C 2  8 6 3   m i n  

l  i  l  ‑ ‑

置と丞間当d明~，...予、

4 . 5  

1 ヘーー

5 . 0   5 . 5   Fig.  4 .   The results  of tracers s . t udy 

[ ) m l  

1 4 0 0  

︒ 向 ︒

C3

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、 与 ヰ ユ ム 1 ‑ 1 )

2 6   Y  o s h i k a z u  I N O U E  a n d  M a s a n o b u  SAKANOUE 

q u a n t i t y  a s  p o s s i b l e .   Then t h i s  s o l u t i o n  was p a s s e d  through an o x a l a t e  form Dowex ・

1  x8 r e s i n  ( r e s i n  volume 2 . 5  m l ) .  I n  t h i s  p r o c e s s ，  uranium ，  thorium ，  p r o t a c t i n i u m  and  i r o n  were r e t a i n e d  on t h e  column ，  b u t  a l k a l i  and a l k a l i n e  e a r t h  m e t a l s  p a s s e d  t h r o u g h .   A f t e r  washing t h e  column with s e v e r a l  column volumes o f   0.5M H 2 C 2 0. ，  t h e   e l u a n t s   were  changed s t e p w i s e l y   i n   t h e   o r d e r   o f  8M. HCl ，  8M  HCl ・ O.lMHF ，  6M  HCl‑2M  HCI0 4  and f i n a l  d i s t i l l e d  w a t e r .  

The e l u t i o n  diagram o f  uranium ，  ^neptunium ，  plutonium and i r o n  i s   shown i n  F i g .  

ぢ ︽

〉、

4 回 ，

五 ﹄

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4 ， 同

ι

〉

D  1 0   2 0   3 0   4 0   5 0   6 0   7 . 0  

E f f  l u e n t   V o l u m e ，  m   . l

D o w e x   1x8(200~400 m e s h ) ( o x a l a t e  f o r r r i  C o  l u m n や : 0 . 8 c m ， L:5cm ，  F l o w   rate~0.4mL/mín.cm:

F i g .  5 .   E l u t i o n  c u r v e  o f   Pu ，  Np ，  U  a n d  F e  f r o m  a n i o n  e x c h a n g e  r e s i n  

5 .   The r e s u l t  shows t h a t  plutonium i s   e l u t e d  i n  8M  HCl e f f l u e n t  a l o n g  with thorium ，  neptunium e l u t e d  i n  8M  HCI‑0.1M HF a l o n g  with p r o t a c t i n i u m ，  and  uranium e l u t e d   i n  6M  HC ト 2MHCI0 4 ，  r e s p e c t i v e l y .  

This method i s   u s e f u l  f o r  t h e  f a l l o u t  sample ，  c o n t a i n i n g  l i t t 1 e  amount o f  thorium  and p r o t a c t i n i u m  i s o t o p e s  which w i 1 1   i n t e r f e r  t h e  a l p h a  s p e c t r a  o f   Pu‑238 and PU ・ 2 3 9 and Np ・ 2 3 7( a  y i e l d  t r a c e r   f o r   Np ・ 2 3 9 d e t e r m i n a t i o n ) .   A r e s i d u a l   p a r t   o f   PU ・ 2 3 9 a p p e a r e d  i n  t h e  8M  HCI‑0.1M HF  f r a c t i o n ，  b e c a u s e   t h e   f o r e g o i n g   e l u t i o n   with 8M  HCl might n o t  b e  s u f f i c i e n t .  Another c a u s e  o f   low r e c o v e r y   o f   Pu‑239 from 8M  HCl  f r a c t i o n  may b e  a t t r i b u t e d  t o  t h e  i n c o m p l e t e  q u a n t i t a t i v e  e l e c t r o d e p o s i t i o n  o f  p l u t o n i ‑ um. Recovery o f  neptunium i n   8M HCI‑0.1M HF  f r a c t i o n   e x c e e d e d   o v e r  90% ，  b u t  a  p a r t  o f  i t   ( s e v e r a l  p e r c e n t )   was  e l u t e d  i n  8M HCl f r a c t i o n ，  owing  t o  t h e  f a c t  some  s p e c i e s  o f   neptunium was n o t  a d s o r b e d  on t h e  r e s i n .  

4 ・ 3 The e l e c t r o d e p o s i t i o n  o f   plutonium 

I n  t h e  p r e l i m i n a r y  s t u d y  mentioned above ，  t h e  e l e c t r o d e p o s i t i o n  o f   plutonium was 

made under  t h e   s i m i l a r   c o n d i t i o n s   a s   had  b e e n   u s e d   f o r   t h e   e l e c t r o d e p o s i t i o n   o f  

2 7   t h o r ・ iumo r  n ^色 p t u l 1 i u m . Optimum c o n c i i t i o n s  f o r  plutoniumwas i n v e s t i g a t e d  from t h e   s t a n c l   p o i n t s   o f   t h e   i n i t i a l   pH ，  t h e   c o n c e n t r

^眉

a t i o l 1 o f   ammonium I O I ・ mate ， sodium  c h l o r i d e ，  and o x a l i c  a c i c l   a n c l   e l e c t r 叫 y t i ct i m e .   Other f a c t o r s  such a s  v o l t a g e ，  c u r r e n t ，  t e m p a r a t u r e ，  volume o f   e l e c t r o l y t e   a n c l   a r e 旦 o I c a t h o d e   p l a t e   which  would  have  influencεon t h e  y i e l d  were k e p t  n ^在日 c o n s t a n t .

The c o n c l i t i o n s  o f   each e l e c t r o l y t l c  exp 巴 rimenti s   shown i n  

The D e f e r m i l w t i o n  o f  Plutonium  よ り t h e   F a l l 開 制 tSamtles a t  Ka 持 azawa

Table 1 ，  r ε s p 日 c t i v e l y .

一 e

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一 一 川

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一弘・口町 一 N

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一 瓦

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The t r a c e r  e x p e r i m e n t s  o f  t h e  e l 巴む t r o d e p o s i t i o no f   p l u t o n i u m   T a b l e   1 .  

つ 2  2  つ

v a r r i e d  

司

i ハ L n

︐

O A 住 に

υ

To t h e  s o l u t i o n  i n  Table  1 ，  d i L  F I C l  o r  c l i l .   NaOH was add 日 dt o   a d j u s t   pH and t h e   t o t a l  volume was mad 巴 t o1 0   ml with d i s t i l l e c l   water¥Thεelectrolysis was c l o n e  a t  a  c o n s t a n t  c u r r e n t   c 1 色 n s i t yo f   a b o u t   '7 0~80 mA/cm ²  with an a p p l i e d   voltaぶ~ o I   about 5  V f o r  each c e l l ，  e x c e p t  f o 1 '   t h e  exp 邑 rimentNo.  3 s e r i e s   i n  which an  a p p l i e d  v o l t a g e   was changed a c c o r d i n g  t o   t h e  amount o f   4  M NaCl s o l u t i o n  i n  o r d e r  t o  maintain t h 巴

c o n s t a n t  c u r r e n t .  

As shown i n  F i g .   6 ，  t h e   anode  was  s p i r

^唱

a 1platinum w i r e  and t h e   c 3 o t h o d 色、lI a s a  s t a i n l e s s   steelε(3.4 cm diamet 邑 r ) . A  c e l l   was a  p o l y e t h y l e n e  t u b e  with 5  cm  h e i g h t   3 0 n d   2 . 8  cm o f  I n n e I ・ c 1 i a m e t e r . The y i e l c l   o t   e l e c t r o c l e p o s i t i o n  wasεstimated from t h e  r a t i o   o f   t h e  r e c o v e r e d  a l p h a  a c t i v i t y   o f   plutonium  t h e   c a t h o d e   p l a t 色 t o t h a t   on  t h ^行 g o l d c o a t e d   c o p p e r   p l a t e   011  which  t h e   same  amount  o f   plutonium  a s   t h a t   u s e c l   f o r   t h e   e l e c t r o l y s i s   was  mounted 司 nd e v a p o r a t e d   c a r e f u l l γ t o   d r y n e s s .   Great  carεhad t o   b 在

t a k e n   t o   s p r e a d   t h e   m a t e r i a l   on t h e   d i s h  

e v e n l y  and t h i n l y ，  t o  r e d u c e  t h e  s e l f ‑ a l コ s o r p t i o no f   3 0 1 p h 3 o   p a r t i c l e s  t o   a  minimum.  As  t h e  s a t i s f a c t o r y  mounting c o u l d  n o t  be s e c u r ε d  by s u c c e s i v e l y   a d d i t i o n  and e v a p o r a

^四

t i o n   o f   d i l .   HCl s o l u t i o n   o f   plutonium ，  some  e r r o r s   may b e   i n t r o d u c e d   i n t o   t h e  

出 t i r n a t i o no f  a b s o l u t e  y i e l d   owing t o   t h e   f a c t   t h a t   sma I l   q u a n t i t y   o f   s a l t   r e s i d u e   remamεd on t h 色 g o l dc o a t e d  p l a t e  and s 巴 l f

^同

a b s o r p t i o no f  a l p h a   ray  m 3 0 y   o c c u r .   But  t h e  r e s u l t s  o b t a i n e d  seem t o  be c o r r e c t  r e l a t i v e l y .  

P α c k i n g (  P o l y e t h y l e n e )   [  H o l d e r   I  B r a s s )  

E l e c t r o d e p o s i t i o n  c 巴 I I

し=抵雌滋監=二ご盃謹彊'"

。 ^{2 3  4  cm} 

F i g .  6 .   a 

011 

2 8   Yo ^品 h i k a z u XNOUE  a n d  M : a s ^品目 o b u SAKANOUE 

R 倒 u l 加 。

1  )  . A s  shown i n  F i g .   7 ，  t h e  y i 記 l do f   plutonium d i d  n o t   depend  upon t h e   i n i t i a l   o f   t h e  e l e c t r o l y t e o   Even above  i n i t i a l   v a l u e   below  3 ，  t h e   y i e l d   exc 巴己 ded ， 0 γ e r  about 

。 。 。

毛》

。 。 。 。

込

モ 。

詰 5 叩 o 昆

4 1 ' 4   NσC I   m! 

0 . 5 1 レ i H ; z C : : O

 ，"

ml  :

2

  ' 1 4  HCOOt‑ 判 0 . 75 ml  角

u Llー斗ー」ーム‑Lーーム‑LJー‑‑L‑! d 

‑ 2

^四

10  . j   2 3 " 5  6  7  8 9  1 0  1 1   1 2   1 3   I n i t i a l  pH 

F i g .  7 .   E f f 官 c to f   i n i t i a l 上 10 1 1   E l e c t r o d e p o s i  t i o n   (PU) 

2M HCOONH 4 ，  ml  F i g .   E f f e c t  o f   HCOONH 4  0 1 " 1  

e l 色 c t r o d 母 p o s i t i o no f   PU  2  )  On t h e   o t h e r   t h e   depend 配 d s 巴 0 1 1 t h e   c o n c e n t r a t i o n   o f  

ammonium f o r m a t e .   As shown i n   F i g .   8 ，  t h e  a d d i t i o n  o f   O .   7?~O. 7 5  ml o f   2  M 

日

s o l u t i o nt o   1 0  ml o f   1 S   most  The  o f  

E t I I l 1 1 1 0 n i u 1 l 1  f o r . 1 Y . l a t 色 r i s e dt h e   pH o f   i n c r 巴 a s e st h e   o f   t h e  

3  )  O x a l i c  a c i d  seems t o   a  r o l e  o f   some meta l I i c  element such a s  i r o n ^{B l}   an c 1   o f   t h e 巴 v o l u t i o no f  hydrogen a t   t h e   c a t h o d e .   As s l i g h t  d e c r 悶 s e i n  t h e   was o b s ε r v 邑 dwhen more than  1 . 5  ml o f  O.5M  was added and  i 1 1   t h 己 a b s e n c eo f   o x a l i c  a c i d .   i 1 . 8   s e 巴 nfrom Fig

ゅ

t h e a d d i t i o n  o f   0 . 5  ml o f   Oo5M H.C"Oλsolution w i 1 l   be f a b o r 討 ) l e 。

次 10C十つ~一一一吋叫時~一 _プ 1‑‑‑

一 目 白 骨 軍 羽 田 回 開 問 。

苦 I 刑 2 1 1 は !

日 l n日 a l 3 . 2 ‑ ' : 3 。 ア i

ロ 5 0 ト I ; M N I 1 C I   5.0ml 

喜 2MH 側 側 0 .' 1 州 i 

s i ぬ lume o f   E 1 e c l r o ! y r e   10.0ml 

'

"

  _{占 08 す 。 は み 1!041115;} い

O . 5 l Y f  H 2 C 2 0 4 ，  ml  F i g .  9 .   1 1 )   E f f e c t  o f   H 2 C 2 0 ， !   on 

邑 l e c t r o d e p o s i t i o n (PU)  b ) 芯 f f e c to f   NaC! 0 孜 副 担 c t r o d 邑 p o s i t i o n (PU) 

The D e t e r m i n a t i ω J  0 1  P l u t ， 側 i 御 霊 的 t h eF a l l ‑ o u t  S a m p l e s  a t  Kanazawa  2 9  

4  )  The amount o f   sodium c h l o r i d e  d i d  s c a r e c e l y  i n f l u e n c e  on t h e   y i e l d   a s   shown  i n  F i g .   9 ( b )  but p l a y  a  r o l e   o f   r e d u c i n g   t h e   r e s i s t a n c e   o f   t h e   e l e c t r o l y t e .   I n   p r a c t i c e ，  3  ' "  5 ml o f   4  M NaCl s o l u t i o n  was f a b o r a b l e .  

5  )  As f o r  t h e  e l e c t r o l y t i c  t i m e ，  t h e   y i e l d   began  t o   r i s e   a b r u p t l y   a f t e r   a b o u t   2 0   minutes and r e a c h e d  a t  t h e   p l a t e a u   i n   a b o u t   5 0   minutes and t h e n  c o n t i n u e d  t o   r i s e  s l o w l y .   This phenomenon was p a r a l l e l  with t h e  pH change o f   t h e  e l e c t r o l y t e .   The e l e c t r o l y s i s  o f   2 h o u r s  was n e c e s s a r y  f o r   t h e   q u a n t i t a t i v e  e l e c t r o d e p o s i t i o n   o f   p l u t o n i u m .  

From t h e s e  r e s u l t s ，  ^{t h e  b e s t}   ∞ ^{n d i t i o n s   were  a s   f o l l o w s .   The e l e c t r o l y t e   i s   t h e}  

mixture o f   t h e  weak a c i d i c  s o l u t i o n  o f  sample ，  0 . 7 5  ml o f   2  M HCOONH む 0 . 5ml o f   0.5M H 2 C 2 0 4  and  5 ml o f   4  M  NaCl s o l u t i o n   and  t h e   pH i s   a d j u s t e d '   3

" ，  

4 with  d i l .   NaOH o r  d i l .   HCl and i s   made up t o t a l  volume t o   1 0   ml with H 2 0 .  

5 .   F a l l o u t  sampl 倒 andt h e i r  a n a l y s i s  

5 ‑ 1 .   D e t e r m i n a t i o n  o f   plutonium i n   t h e   f a l l o u t   s a m p l e s   due  t o   t h e   t h i r d   nu c 1 e a r   e x p l o s i o n  o f  C h i n a .  

The t h i r d  nu c 1 e a r  e x p l o s i o n  o f   China was done on May 9 ，  1 9 6 6 .   By s u r v e y i n g   with  a r a d i a t i o n   d e t e c t o r ，  a l l   o f  t h e   sample  c o n t a i n i n g  h o t  p a r t i c 1 e s ，  d u s t  and s o i l   was c o l l e c t e d   on  t h e   r o o f   o f   t h e   f a c u l t y   b u i l d i n g  o f  t h e  Kanazawa U n i v e r s i t y  on  1 1 ，  May.  T h e i r   r  d e c a y  c u r v e s  and s p e c t r a  were shown i n  F i g .   1 0 .  

H:  0 . 5   r n 2   D . :   0 . 0 7 7   n  u 防:札 1 1

11 

1 0

^V

L ー ← ー. . . . . . . . . . . . .   ・

咽 1 ∞

( 紬 ^‑ _{‑・司・‑} ^{一 ‑ ‑ 一 一 ‑ 一 ‑ ‑ 一 … 開 一 ‑} _5 . ^{7 2 9 d 6   6 智S} _. ^{， 5 ， 9 ， 〓 ∞}

一一一 ‑ 8 ・ .

E  n u ‑

‑

1 05 

E 

E 

量

2 

5  ， .   .̲4 

向 J ・ 1 寸 3 2 . Zr-~.

ー ( N b ‑ B 7 J ，

( b ) ‑ I ・ 1 3 2 ， Z r ・ 9 伊 Z r ・ 9 5 .

( N 凶(地・ 9 5 ) ，

1 0   1 . 2   1 . 4  1 0 ∞  t 旭 四 0 . 1  

F i g .  1 0 .   The  r  s p e c t r a  a n d  d e c a y  c u r v e  o f   t h e  f a l 1 0 u t  

f r o m  t h e  t h i r d  n u c l e a r  e x p l o s i o n  o f   C h i n a  

m  Y  o s h i k a z u   INOUE  a n d  i v l a s a n o b u   SA 瓦 ANOUE

The sand (L  5  c o n t a i n i n g  t h ε f a l l o u t  d u s t   ケ wasa n a i y s e d   t h e   scheme  shov ， ^{n i n   3 巴 t h o d. A 目 立 吟 n t i o n 色 dabove i n   4}  ~ 2

^凶

1 n

⑮

1 1 ，  t h e  amount  o f   PU

^凶

2 3 9 ， U

^回

2 3 4and U

^司

2 3 8i n  t h e  sample  R" was shown with t h e  r 記 : c o v e r e dt r a c e r s   o f   PU

^司

2 3 8and U‑232 ，  r 部 p e c t i v e l y .

l ， . O  

5

^但

2 .S e p a r a t i o n  o f  

l c 5   5 . 0 

F i g .  1 1 0   The a n a i y t i c a l  r e s u l t s  o f   f a l l o u t  s a r n p l e   f r o r I l   t h e  t h i r d  n u c l 世 a rt e s t   ( ) f   C h i n a  

5 . 5   MeV 

and o t h e r s  i n  t h ξ f a l l o u t   samples due t o  t h e  f i f t h   n u c l e a r  e x p l o s i o n  o f  C h i n a .  

The f i f t h  n u c l e a r   o f   China was done on Dεcember 2 8 ，  1 9 6 6 .   The s n o v v   a s  wat 巴 r o f   1 2   ^{明 T a s} on t h e  r o o f t o p   o f   t h e   o f  S c i e n c e   o f  1 五 anazawaU n i v e r s i t y  on January 1 ，  1 9 6 7 .   Other  samples  were  a l s o  c o l l ε c t e d  f o r   m 開 s u r i n gt h e   r  decay and t h e   r  s p e c t r a  ( F i g .   This f a l l o u t  samples were t r 明 t e d by t h e  o x a l i c  a c i d  c o n v e r s i o n   method  which  was a l r 開 mentioned above  i n   t h e   t r a c ε r  study  (4

^喝

2

^圃

2 ， Method  B) ，  f o l l o w 邑 d t h e  s t 邑 po f  r a d i o c h e m i c a l   s 邑 p a r a t i o n

可 v i t h r  c o u n t i n g  and  r  s p e c t r a o  

The D e t e r m i 仰 t i o no f  P l u t ， 仰 : i u mi n  t h e  F a l l ・ o u tSam ρ l e s   a t  Kanazawa  : n  

1 0  

S 

内

Hu w

f 

一 一 一 一 1 . J a n .   ' 6 .   7

一一一 1 0 . J a n .  

削 減 メ xx  6 .   M a r .  

H

・

^H

・ . . 5 .   M a y .   1 0 ' +  

3  2 

1 0 ²  . 

1 0 ³  1 0 ' "  

Houys 

o  _o 

0 . 3   0 . 4   0 . 5  0 . 6   Q .   7  0 . 8   0 . 9   1 . 0   1 . 1   . 1 2  1 . 3  Mev. 

F i g .  1 2 .   The  r  s p e c t r a  a n d  d e c a y  c u r v e  o f   t h e  f a l l o u t   f r o m  t h e  f i f t h  n u c l e a r  e x p l o s i o n  o f   C h i n a  

1 . 6 

( P r o c e d u r e )  

The sample volume was r e d u 白 dt o  a b o u t  2 0  ml by e v a p o r a t i o n  and t h e  r e s u l t i n g   l i q u o r  was c e n t r i f u g a t e d   f o r   4 minutes a t  5 0 0 0  r . p . m . .   The s u p e r n a t e  ( S I )   and t h e   p r e c i p i t a t e   (P 1)  were s e p a r a t 巴 d . The r a t i o  o f   r  a c t i v i t y  o f   e a c h  f r a c t i o n   (PdSl) was  n e a r l y  e q u a l  t o   1 0   a t   1 3   d a y s  a f t e r  e x p l o s i o n .   Neptunium‑239  was predominant i n   r  s p e c t r a  o f   b o t h   f r a c t i o n s .   The p r e c i p i t a t e ，  having  6  x 1 0 ⁵  cpm a t   1 4   days a f t e r  t h e   e x p l o s i o n ，  was decomposed  i n  a  g l a s s  b e a k e r  with c o n c .  HNO _a ，  c o n c .  H 2 S0 4  and c o n c .   日 CI0 4 by warming on a  h o t  p l a t e .   Then ，  t h e  t r a c e r s  6 . 0  dpm o f   plutonium

四

2 3 8 ， 1 3 . 2   dpm o f  neptunium‑237 and 1 1 . 1  dpm o f  uranium were added i n  t h i s  s o l u t i o n .  

This s o l u t i o n  was t r a n s f e r e d   i n t o   a p l a t i n u m  d i s h   and  d r i e d   up with c o n c .  HF  and c o n c .  HCI0 4  on a  h o t  p l a t e  r e p e a t e d l y .   The d e g r e e  o f  d e c o m p o s i t i o n  was c h e c k e d   by t h e   r  c o u n t i n g   o f   t h e  u n d i s s o l v e d  r e s i d u e .   Then ，  t h e  d r i e d  up sample was t a k e n   up i n   5 ml o f  c o n c .  HCl and t h e  t o t a l   volume was made t o   a b o u t  2 0  ml with  H 2 0 ， 

5  mg o f  Fe 3+  b e i n g   p u t   i n t o   i n   t h i s   c o u r s e .   Di l .   NH 4 0H was added  d r o p   by d r o p  

under warming o f   t h e  s o l u t i o n  on a  water b a t h ，  u n t i l   t h e   pH o f   t h e  s o l u t i o n  became 

t o   a b o u t  1 0 .   A f t e r   c e n t r i f u g a t i o n ，  f e r r i c  h y d r o x i d e  p r e c i p i t a t e   was  washed  by ho t .  

0.01M N H 4 0H. This c o p r e c i p i t a t i o n  p r o c e s s  was done t w i c e .  The h y d r o x i d e  p r e c i p i t a t e  

t h u s  o b t a i n e d  was d i s s o l v e d  i n  5  mlof 0.5M H 2 C 2 0 4  under warming and t h e  r e s u l t i n g  

s o l u t i o n  o f  y e l l o w i s h  g r e e n  c o l o r  was f e e d e d  on an o x a l a t e  form a n i o n  exchange r e s i n  

Dowex ・ 1x  8  column ( r e s i n  volume 2 . 5  m l ) .  

3 2   ‑ . ' : { o s h i k a z u .   I N O U E  a n d  l V l a s a n o b c .   SAK A . NOUE 

Each elem 色 n twas  e l u t e c l  with t h e  e l u a n t s  o f  0 . 5 I V [  H Z C 2 0 " ，  8  ~~在日Cl， 8 M   HCI‑O.1MHF ，  3 1 ¥ 在日 C l

^四

1M and  0 "  1  M  S e v e r a l  f r a c t i o n s  o f   each e l u a n t  were examined  r  and  t h e   e l u t i o n   was c o n t i n u e d  u n t i l  i t s   r 

t o   t h e   s p e c t r a   o f   i t   was c o n f i r

^目

r n e dt h a t  t h e r e  w 邑 r emainlv  1 ' e

^国

1 3 2 ‑ 1

^四

1 3 2 ，

and Ce

^国

1 4 1 i n   t h e   O . 5 l ' ¥ 江 _fraction~ Z r

^喝

9 5 ‑ l ' . J b

^c

. 9 5 i n   t h e   8  M  HCl  a l 1 d  M . o 倒的‑1'← 9 9and  U

^国

2 3 7 泊 t h e   8l ¥ l 1  f r a c t i o n .  

T 1 1 ε o f   was c a r r i e d   o u t   a s   f o l l o w s .   S i n c e   t h e   : f i r s t   f r a c t i o n  o f   8 ml o f   8  M HCI‑0.1M 司 F e f f l u e n t   c o n t a i n e d   dominantlv  ND

咽

2 3 9from  i t s   r  s p e c t r u r n ，  l t   was d r i e d  on  a h o t   with  c o n c .  HNO _a  and  t h e   r e s i d u e   was  t a k e n  up with  2 ml o f   1 . 1 ¥ 1  HCl  h e a t i n g   1 ' hen ，  5 J n 1  o f   4  M 仏 7 5 ml o f   2 . 1 ¥ 江 HCOONHt. 1 m1 o f   O .  5 I I l :  

added 。 寸 hes o l u t i . on t h u s   c e l l   and n 印 tunium was 

was t r a n s f e r e d  i l l t o  a 

on  a s t a i n l e s s   s t e 邑 c a t h o d e a t   a  c o n s t a n t  c u r r ε n t  0 . 5  A f 町 2 hour ^ふ

1 ' he e l e c t r o d e p o s i t i o l 1   o f   uranium  was  c a γ r i e d   o u t   a s   f o l l o w s .   Th 邑 f i r s tt h r e e  

I r a c t i o n s   2 0  ml) o f   6  M HC ト 1M e f f I uent  c o n t a i n e d   U

^胴

. 2 3 7from  t h e i r  r  s p e c t r a .   wer 色 and d r i e d  up and thθresidueτwas t a k e n  UP 羽 r i t h 1M  (2  ml) under  A f t e r   a d d i t i o n  o f   2 .   [ 5   ml o f   2  M  and  1 0   mI o f  d i s t i l l e d   water ，  t h ε   o f   uranium  was  done  on a  s t a i n l 色 邑 S

s t e e l  p l a t e  f o r   2 h o u r s  a t  a  c o n s t a n t  c u r r e n t  o f   . 5 ん

T h ε   and t h e   o f   was c ; : 、 r r i e dO l l t  a s  f o l l o w s :   i

' l

， o o u t  1 8  ml o f  8  I V I   HCl f r a c t i o n  was d r i e d  up with c o n c .   and c o n c .   Ther ^色 were c o n s i d e r a b l e  amount o t   white r e s i d u e  which  b e   o f  alminium ，  r a r ^巴 e a r t hmetal s a l t s   and o t h e r s

^包

Ast h i s  r e s i d u e  might i n t ε r r e r e  t h e  

。 fD l u t o n i u u ' l   and t h e  contamination v v ' I t h  neptunIum  was a l s o  found i n  t h i s  f r a c t i o n   by  r  spectrum ，  。 f ' ) ¥ T a s  done f u r : t h e r m o r e .  A f t e r   t h e   0 1 1   a  h . o t   p 斜 l a t 伐 ε ， ， 61 n 1   0 ぱ f . 3 M w a 嗣 s added t 印 O 

t o  t e t r 乱 γ a l 巴 n t じ A f t e rp u ι l O n 羽 J . go f  Fe ^{3 十} i n t ot h e   d ω i s 計 t i 込 l l e 伐吋仁 d 可 ' V ; f ( 瓜 l t e 町 r

^ρ 

wa 出 sadded t 加 omake 由 : h e 如 : 刀 o t 剖 ， a 1

w 出 added t 加 oa 副 b o u tpH 8 .  f ， ' e r r i c   h y c i r o x i d e  p r e c i p i t a t e  V i f a s  

and  W a ぬ ed with  d i s t i l l e d   wate r .   1 ' he  8  M HCl s 0 1 u t i o n   o f   t h i s   p r e c i p i t a t e  was f e e d e d  O I l   t h e  column o f  t h e  c h l o r i d e

ず

formDowe] か 1x  8  a n i o l 1   exchange  r e s i n .   Plutonium ( I V )  a d s o r b e d  on t h e  r e s i n 予 ' 1 aS e l u t e d   0 . 1   M HCL  1 ' he s e c o n d   p u r i f i c a t i o n  was c a r r i e d  o u t  i n  o r c l ε r   t o  remove neptunium i n  O.lM HCL  1 ' he r e s i d u e   o b t a i n e d  by  up t h i s   s o l u t i o n   V !a S  d i s s o l v e d   i n   O .  5 1 ¥ ; 1   H 2 C 2 0 4 ，  A f t ε r  f e e d i n g   t h e  s o l u t i o n  on t h e  o x a l a t e  form Dowex

^司

1 X 8r e s i n  column ，  t h e  e l u t i o n  with  8  M  HCl  was p e r t : orm 色 di n  t h e  s i m i l a r  p r o c e s s   a s   t h e   i n i t i a l   s e p a r a t i o n .   1 ' he e f f l u e n t  o f   3M  HCl o b t a i n e d   was  d r i e d  up with c o n c .  HCI0 4  and t h e  r e s u l t a n t  was d i s s o l v e d  i n   3M  HCL A f t e r  removing a  s m a l l  

s o l u t i o n ，  thεaqueous 

。 ^{f i 1 " O} n with  DIBK e x t r a c t l o n  from 3M HCl 

was t r e a t e d   with  conc ，  and  c o n c .  HNO g  t o  

The DeterminaUon o f  P l u t o n i l 抑制 i nt h e  Fal ふ o u tSamtles a t  KanazaUJa  3 3   decompose t h e  o r g お l l 1 i c s . The r e s i d u 日 was t a k e n   up with a  mixtue o f   0.5M H 2 C Z 0 4 

( 0 . 5  ml) ，  2  M HCOONH 4  ( 0 . 7 5  ml) ，  4 l V 1  NaCJ  (5  and  d i s t i l l e d   w a t e r   ( . 3 . 7 5   ml) and t h e  e l 記 c t r o d e p o s i t i o n V 7a S  c a r r i e d  o u t   a t   a c o n s t a n t   c u r r e n t  o f   0

綱

5A f o r   2  h o u r s .  

6 .   Estimation o f  uranium ，  n e p t u l l I u m  and plutonium  呂 . 1 o t o p e s by  s  eounting aud  alpha spectrometry i n  the f a l l o u t  sample 昌 ( 5 ω 2 )

(  1)  Uranium 1 s o t o p 部 .

For t h e   determina . t i o n   o f   U

^胸

2 3 4 and  U

^司

2 3 8 ， the  e l e c t r o d e p o s i t e d   uranium  was  s u f f e r e d  t o  t h e  a l p h a  s p c t r o m e t r y  by a ふ ) u b l eg r i d d e d  i o n i z a t i o n   chambεr w i t h  a 1 0 0   c h a n n e l  p u l s e  h e i g h t 呂 nalyseL 1 1 1   o r d e r   t o   e s t i m a t e   t h e   amount  o f   U

^回

2 3 7 i n   the  sample ，  s  a c t i v i t y  was  1 1 1 回 s u r e df o r  3 0   days by a 1 1   endιwindow  typ 巴 G.M.c o u n t e r   with  5 0   m m  diamete r .   From a l p h a   ray  spectrum ，  t h e   u r a n i l l l 1 1   c o n t e n t   and 七 he a c t i v i t y  r a t i o  o f   U  ‑234/U ・ 2 3 8 w 百 r e determined ，  by t a k i n g   a c o u n t   o f   t h e   c h e m i c a l   y i e l d   ( 3 0 . 4 5 約 fromU

^四

2 3 2 peak  a r e a   i n   t h e   same  spectrum  and by assuming  t h e   c O l l n t i n g  e f f i c i e n c y  ( 5 0   タ の o f   a l p h a  s p ε c t r o m e t r y .   As t h e   s  decay  cun ぬ o b t a i n e d   showed t h e  e x s i s t e n c e  o f   U

^圃

2 3 7 ， t h e  i n i t i a l  a c t i v i t y   o f   U  ‑ 2 3 7   a t   t h e   e x p l o s i o n   was  e s t i m a t e d  by e x t r a p o l a t i n g  i t s   decay  c u r v e .   Th 己 c o r r e c t i o n f a c t o r s   a p p l i e d   i n   t h i s   e s t i m a t i o n  were  t h e   c h e m i c a l   y i e l d   and  t h e   c o u n t i n g   e f f i c i e n c y   ( 1 2 巧) o f   G.M. 

c o u n t e r  which was c a l c u l a t e d  from t h e  c o u n t i n g  e f f i c i e n c y   ( 1 6  5 約 mεas U l ・ e d U 百 0 8

(UX 2 )  s t a n d e r d  S O l l r c e  b e i n g   cov 芭 r e d with  alminium  f o i l ，  t a k i n g   a c c o 1 . 1 n t  o f   β r 且 y a b s o r p t i o n  o f  U‑237. 

(  2)  Neptunium i s o t o p e .  

Aft 日 ra 1 p h a  s p e c t r o m e t r y  was made f o r   e l e c t r

^喝

o d e p o s i t e d nεptunium  i n  o r d e r   t o   know t h e  c h e m i c a l   y i 記 l d ( 4 3 . 5 タ from i 可 p

^困

2 3 7 a r e a ，  s  a c t i v i t y  o f   i t   was  measured  by G.M. c o u n t ε r  f o r  more than 3 0  d a y s .   I t s  decay c u r v e  was a l m o s t  e q u a l   t o   t h a t  o f   Np‑239 a t  t h e  b e g i n i n g ，  b u t  f i n a l l y  i t   showed  t h e r e  a  l i t t l e   c o n t a m i n a t i o n   with U‑237. 玖 1 h 巴 ni n i t i a l   a c t i v i t y  o f   neptunium‑239 was e s t i m a e t d  by e x t r a p o l a t i n g   t h e  d 巴 cayt o  t h e  e x p l o s i o n  tim 邑 t a k i n g i n t o  a c c o u n t   o f   t h 巴 c h e m i c a l y i e l d   and  t h 邑

C ∞ O 机叩 U l 1 託 叫 t i n g e ぱ f f 臼 i 允 i c i e n c y ( 1 5 5 必 ぢ ) ぱ 0 f G 

sub 吉 t r a c t e df r o l 1 1   t

一

o t a la c t i v i 抗 t

一

3 γ yt o g e t h e r  with back  ζgr

^両、

ounda c t i v i t y .   (  3)  Plutonium i s o t o p e .  

The amount  o f   plutonium‑239  was  a J s o   e s t i m a t e d   by  a l p h a   s p e c t r o m 巴 t r y o f  

e l e c t r o d e p o s i t e d  plutonium s o u r c e  i n   t h e  assumption t h a t  t h e  peak o f   5 . 1 5   MeV was 

o n l y  duεto p l l l t o n i u n ト 2 3 9 ， n o t   t o   plutonium

^嶋

2 4 0 9). The o v e r a l l   c h e m i c a l  y i e l c l   o f  

p l u t o n i u l 1 1   was proved t o  be 8 . 1必 byt h e  5 . 5 0  MeV  伊 ak 丘 r e a o f   p l u t o n i u m ‑ 2 3 8   i n  

F i g .   1 3 .  

3 4   " ' {  o s h i k a z u  I N O U E  a n d  M a s a n o b u .   S A E : ' A H O U E  

PU ? ' J s   5 ， 5 0  f ， ; J e l ! "  

， 1160 川 町

F i g .   1 3 .   a  r a y  s p e c 口 U H lo f   t h e  s n o w  s a r n p l e  f r o r i 1   t h e  H f t h   n u c l e a r  e ^却

1 0   Rωult 部 制 l dd i s c u 西 S l o : n 自

1  )  The c h e m i c a l   f r o n : 1   o t b e r   actinides~

uranium and t h o r i u r n   o f  

も ; v e r e

t h 色 r a l l o a t o f   t h e   t h i r d   and  E i f t h  n u c l e 丘 r

and t h e   e s t i m a t i o n   o f   t h e i r   c o n t e n t s   were  mad 邑 a sshown  below with t h a t  o f   somεother  nucHd e . s .   '1'h色 J\~(ethod B (4 ‑ ‑2)  o f   t h e   o x a l a t ε   form  a n i o n   exch 日 t n g e ' v ; ， r a s   c o n s i d ε r e d   t o   b e   u s 巴 f a l t o   t h e   chem i . c a l   o f  

and  oth日rs~ P l u t o n i u r n  

〈 日 T ) v ， r a s  e I u t e d .   from c h l o r i d e  o r  n i t r a t e  form  Dowex‑lX8 日 mion O . 5 I v 1 日明むり 0 . . ， Th 日 c h e m i c a l 児 c i ε So f  o x . a l a t ε c o r n D l e x  o f  

r e S l l 1  

formed 口 t h i s s t ε P   W 3 . S  n o t  known  b u t  thεauthors c o a s i d ε r  t h a t   PU  i s   r e d u c e d   t o   PU 

O.5M  on t h e   r ε s i n  under t h e  l ) r e s e n c e  0 1   H+  i o n "  

2)  As  8ho 似 肝 仰 v 羽 V 玖 N ¥ 入 叩i( T about 1 . 5 μ  

司 可

' w a sb 伽 H ' OU 史 凶 1 1 ti n  0 1 立 l fk 王 a n . ! 1 Z 8 . " V va d 必 ^仁 l i s 坑 t r i c α tbv t h e  f a l 江 1m ロ l ti n   t 加 h 一 . r 曾 ε e a f t e r   t h β   f i f t h  n u c l e a r   o f   ChimL  T h ε i n i t i a l  atomic  r a t i o   0 1   S 色 εmst o   i

: l a v e  some r e l a t i o n   t o   t h e   n e u t r o n   i n  n u c l e a r   I t s  r a t i o  was about  2 . 3   X  1 0 ‑ ⁵  wh . i ch  w e l l   with  t h e   o t h e r   a u t h o γ I S   d a t 3 .   0 1   . 2  x  1 0 ‑ ⁵  1 0 )   f o r  h o t  

by t h e  same n u c l e a r   o f   China 。

The i n i t i a l   atomic r a t i o  o f   i . n t h e  f a l l o u t  p a r t i d e s   i s   c o n s i d 邑 r e dt o  

have some r e l a t i o n 切 t h e abun c 1 ance  r a t i o   o f   slow n e u t r o n s   t o   f a s L   The r a t i o  o f  

was about 1 8   ' N h i c h   we l I   v v . i t h   t h e  o t h e r  same a u t h o r ' s   data o f  

2 4  f o r  b o t h  thεcombined  o I  about 9 0  h o t む a r t i c l e s and r a i n   sample  c o 1 1 ε c t 巴 d

s o o n  a f t e r  t h e  s a 汀 1 e

ア ' h eD e t e r n 仰 a t i o nザ P l u t o n i u mi 持 t h eFaU

^圃

o u tSamPles a t  Kanazawa  3 5   T a b l e  2 .   The r e s u l t s  o f   t h e  a n a l y s i s  o f   t h e  snow s a m p l e  f r o m  t h e  f i f t h  

n u c l e a r  e ^却 l o s i o no f   C h i n a  ( D e c .  2 8 ，  1 ヲ 6 6 )

[snow s a m p l e  L12J m m t の Samp ! i 時 a r e a :1m ²  i  T o t a l   r  c o u n t s  c 呂 田 6X  1 0 '   cpm a f t 日 r1 4   d a y s  o f   t h e  e x p l o s i o n .   j 

n u c l i d e   c o u p : t i . n g  t i ^{l 1 1} e  a n d  i t s   r a y   P u ‑ 2 3 9 4 1 6 0  min  N p ‑ 2 3 9   5  min  U‑237  6  min  U ‑ 2 3 L l   1 6 4 0  min  U  ‑ 2 3 8   1 6 4 0  min 

i  ( a 此 tJ a n c 叩 . pm   1 9 ，  1 9 6 7 ) し υ 「

¹ 

h ( a ^{h 凶} t ^{凶 h n 1 吐}  D … ⁱ e c .  2 8 ^{t 討 耐 i 討 M 町} ， ^{刷 v 吋} 1 9 ⁱ 6 6 )  

¹ 

O .   I 4 7 土 0 . 0 0 7 1.48μμCi 

3 0 8 2 土 3 0 10.4μCi  1 6 9 1 ^土 1 7 0.193μCi  0 . 1 5 9 ^土 0 . 0 1 2

0 . 1 1 6 土 0 . 0 1 1

O

^図

44μμCi 0.34μμCi  P u ‑ 2 3 9  

atom number r a t i o   ~'-:::::: U‑238  =2.3x . 1 0  N p ‑ 2 3 9  

一 一 一 一 一 一 =18 U‑237  a c t i v i t y   l ' a t i o   U‑234  U‑238  _=1. 3 7 ^土 0 . 1 4

*  O b t a i n e d  on t h 色 a s s u m p t i o nt h a t  t h e 日 a c t i v i t y a t   a b o u t  5 . 1 5  MeV i s   d u e  t o   Pu-~沼9 o n l y ， 

atom  numb ^ぽ 6 . 1   XI0 ^{1 0}   L13X10 ^{1 1}   6 . 0 0 X 1 0 ⁹  2 . 6   X10 ^{1 5}  

The  a c t i v i t y   r a t i o   o f   U‑234/U‑238  i n   t h i s   snow  sample  c o n t a i n i n g   f a l l o u t   p a r t i c 1 e s  had t h e  value o f   1 . 3 7  which would be apparently  g r e a t e r   than  unity ，  even  though  t h e   t a i l i n g   o f   t h e   l a r g e   pεak o f   uranium‑232 ( 5 . 3 2  MeV) which  had been  added p r e v i o u s l y   a s   a t r a c e r ，  might  c o n t r i b u t e   t o   t h e   small  peak  o f   uranium

^圃

2 3 4 ( 4 . 7 7  MeV) i n  t h e i r  s p e c t r u m .   I t s  r a t i o  o f   1 . 1 3 土 o .  0 4  i s   a 1 s o   r 邑 p o r t 己 d f o r   t h e   r a i n   sample o f  above mentioned a u t h o r ' s l O l .   But  i t s   r a t i o   i n  t h e  combined sample o f   2 3 0   h o t  p a r t i c J e s   was r 色 p o r t e dt o  be 1 . 2 0 土 0 . 0 3 . The d i s c u s s i o n  o f  t h e s e  r a t i o  o f   uranium  w i l l   remain ，  a s  d i f f ε r e n t  k i n d s  o f  samp1εs were u s e d .  

The e s t i m a t e d  value o f   plutonium‑239 was 1 . 4 8   t t μCi and t h i s   was about 5 5 ; : ぢ o f t h e   e q u i v a l e n t   value  o f   plutonium

^四

2 3 9 a c t i v i t y   c a l c u l a t e d   f r 刀 m t h e   s  decay  o f   neptuniun ^ト 2 3 9 . This  v a l u e   may bεcome one  o f   t h e   p r o o f   t o   deny t h e  s u p p o s i t i o n   t h a t  t h e  bomb was plutonium o r i g i n ，  though  thεlower  value o f   plutonium‑239 may  be caused by thεfractionation o f  t h e s e  two e l e m e n t s .  

I n   thεsample f o 1 '   t h e   t h i r d   nu c J e a r   e x p l o s i o n   o f   China ，  t h e   a c t i v i t y   1 ' a t i o   o f   U

^明

234/U

^咽

2 3 8 and  t h e   atomic  r a t i o   o f   Pu‑239/U

^舗

2 3 8 were  1 . 0 0   and  2 . 6 ) < 1 0 ‑ ⁵ ， 

r e s p e c t i v e l y .  But a s  t h i s   sample  c o n t a i n e d   a 1 0 t   o f   s o i l   t o g e t h e r  with d u s t  and h o t  

p a r t i d e s ，  t h 邑 s etwo v a l u e s  may be a f f e c t e d   c o n s i d e r a b l y   by t h e  amount o f   uranium 

i s o t o p e s  i n  t h e  s o i l   and  c o u l d   not  be  compared  with  t h e   data  o f  t h e  f i f t h  n u c l e a r  

e x p l o s i o n  o f   China

^⑮ 

3 6   Y  o s h i k a z u  INOU J E :   and Masanobu SAKANOUE 

Ref 町 豊 田 信 郎

1 )   M. SAKANOUE ，  ] ¥ 1 1 0   OSAVv  A ，  T .  HASHIMOTO and K  KOMURA ，  ScL  Rep  Ka ^回 zawa 6 ヲ @

2 )   M. SAKANOUE ，  J ¥ 1 .   OSA  W A and  封 。 MIYAJI ，} .   A t .  Energy S o c .  ]apan ，  9 ，  ( 1 ヲ 6 7) 1 3 8 。

め I . v L SAKANOUE ^畠 ndK KOMURA ，  1 .   NucL ScL 1 冶む hnoL ， 3  2 4 9 .  

i j ， )   M.  M. MATSUURA and M. SAEKI ，  J .   NucL ScL Technol ， 固 5  ( 1 9 6 8 )  2 6 5 .   5 )   L .  WISH ，  Ana .   i Chem. ，  3 1   3 2 6 .  

め に KOMURAand M. SAKANOUE ，  S ^む LR e p .  Kanazaw ^品 U n I v . ， 1 2   ( 1 9 6 7 )  2 1 .  

' 7 )   M. STEPHEN ，  1 .   E .   NOAKES ，  L .  K AKERS a l 1 d 羽 T . W. MILLER ，  " E l e c t r o d 日 p o s i t i o n o f  a c t i n i d e s  nnd l a n t h a n i d e s " ，  ORINS‑48 ，  C h e m i s t r y .  

8 )   A G .  SAMARTSEV  A ，  Atomnaya Energya ， 自 ( 1 9 6 0 )3 2 4 。

旬 。I¥MAMURO ， T .  MATSUNAMI ，  A. FUJITA and  K  YOSHIKAWA ，  " H i g h ! y  r a d i o a c t i v e   f a H o u t  p a r t i c l 回 fromt h e  f i f t h   C h i n e s 母 T I u c l e a re x p l o s i o n  o f  D 邑 c .2 8 ，  1 9 6 6 ヘ Aunualr e p o r t   o f  t h e  R a d i a t i o n  C 日 n t e ro f  Osaka P r e f 記 c t u r e ， VoL 8 

1 0 ) 立 ¥MATSUNAMIand T .  MAMURO ，  Nature ，  2 1 8   5 5 5 .