トレーサーの種類および選択

トレーサーの種類

地下水の年代推定に使用されるトレーサーには放射性同位体と溶存ガスの2種類があります。


放射性同位体は、時間の経過にともなって放射崩壊し、濃度が減少する特性があるため、この減少の程度をみることによって年代情報を引き出すことが出来ます。 一般的に使用される放射性同位体は、水素(3H:トリチウム)、炭素(14C)、塩素(36Cl)の3種類で、対象とする地下水の年代によって使い分けられます。

溶存ガスのトレーサーとしては、化学的に不活性なCFCs(フロン類)・SF6(六フッ化硫黄)や希ガス(3He)が使用されます。CFCs・SF6は、主に化学的な用途で生成されている物質です。

 生産量の増加にともなって過去数十年で大気中の濃度が飛躍的に上昇するトレンドを持っているため、このトレンドを利用して、とくに滞留時間50年未満の若い地下水の年代を推定することが可能です。希ガス(3He)は放射性水素同位体(トリチウム)と組み合わせることによって(トリチウムーヘリウム法)、若い地下水の年代推定に利用されます。

 

トレーサー 種別 最適年代幅 時間分解能(理論値) 水の性状 立地
地下水 温泉水 河川水 自然流域 都市域
SF6(六フッ化硫黄) 不活性ガス 0~30年 1年
×
×


CFCs(フロン類) 不活性ガス
10~50年 1年 × ×
トリチウム 放射性同位体 0~50年 20年程度
トリチウム-ヘリウム 放射性同位体-希ガス 0~60年 1年 × ×
14C 放射性同位体 100~4万年 約100年
36Cl 放射性同位体 5万年~100万年 約1万年

 

 

トレーサーの選択

トレーサーの種類で示したように、個々のトレーサーには得意な年代幅があり、適用できる地下水環境も異なります。そのため、地下水の年代を推定するためには、目的とする地下水の予想される年代や水の性状、地下水環境などを考慮し、トレーサーの種類を選択する必要があります。


しかし、地下水の年代や流動状況は、降水量、地形、地質、堆積構造などの多くの要因を反映して空間的に大きく変動するため、地下水の専門家であっても、それぞれの地下水の年代測定に最適なトレーサーを設定するのは容易ではありません。

 

そこで地球科学研究所では、効率良く地下水の年代測定を行うために、あらゆる地下水環境に適用可能で、“新しい地下水”と“古い地下水”の判別が容易な「トリチウム」を基軸とした2段階に分けたトレーサーの適用をお薦めしています。

 

 

 

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