Determination of Pd in Pd purified by selective precipitation from spent nuclear fuel by laser ablation ICP-MS

使用済燃料から選択的に沈殿分離したパラジウム中PdのレーザーアブレーションICP-MSによる定量

浅井 志保; 大畑 昌輝*; 蓬田 匠   ; 佐伯 盛久*; 大場 弘則*  ; 半澤 有希子  ; 堀田 拓摩 ; 北辻 章浩  

Asai, Shiho; Ohata, Masaki*; Yomogida, Takumi; Saeki, Morihisa*; Oba, Hironori*; Hanzawa, Yukiko; Horita, Takuma; Kitatsuji, Yoshihiro

使用済燃料中には複数のPd同位体が存在している。そのうちPdは放射性であるため、使用済燃料中のPdを廃棄物処分もしくは資源として利用する場合、Pdの定量分析が不可欠となる。本研究では、Pdの分析を迅速化することを目的として、レーザーアブレーションICP-MS(LA-ICP-MS)による定量を試みた。LA-ICP-MSでは、沈殿分離したPdを固体のまま直接測定でき、従来の溶液測定において不可欠であった溶液化処理や希釈操作が不要となる。ここでは、使用済燃料中には存在せず天然にのみ存在するPdを内標準として、Pdの添加量とPd/Pd実測値からPdを定量した。Pd沈殿は、遠心分離によってろ紙上に回収することで、均質で平滑なPd薄層を形成するため、アブレーションに適した形状となる。このため安定したPd/Pdが得られ、従来の溶液測定におけるPd定量結果と一致した。

Determination of radiopalladium Pd is required for ensuring the radiation safety of Pd extracted from spent nuclear fuel for recycling or disposal. We employed laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) to simplify an analytical procedure of Pd. Pd was separated through selective Pd precipitation reaction from spent nuclear fuel. Laser ablation allows direct measurement of the Pd precipitates, skipping the dissolution and dilution procedure. In this study, Pd in natural Pd standard solution was used as an internal standard, taking advantage of its absence in spent nuclear fuel. The Pd precipitate was uniformly embedded on the surface of the centrifugal filter, forming a microscopically thin flat surface of Pd. The resulting homogeneous Pd layer is suitable for obtaining a stable signal ratio of Pd/Pd. The amount of Pd obtained by LA-ICP-MS corresponds to the values obtained by conventional solution nebulization measurement.