福島第一原子力発電所2号機トーラス室滞留水の核種分析,4; SEM-EDXおよびアルファトラック法による核種を含有する微粒子の検出

Analysis of alpha radionuclide in the contaminated water at the torus room of unit #2 reactor of Fukushima Daiichi NPS, 4; Detection of fine particle containing -emitters by SEM-EDX and alpha track

蓬田 匠   ; 大内 和希  ; 岡 壽崇   ; 北辻 章浩  ; 駒 義和  ; 今野 勝弘*

Yomogida, Takumi; Ouchi, Kazuki; Oka, Toshitaka; Kitatsuji, Yoshihiro; Koma, Yoshikazu; Konno, Katsuhiro*

2号機トーラス室の滞留水には、燃料由来と考えられる核種が含まれていることが、ICP-MS及び線スペクトロメトリの分析結果から明らかになっている。これらの核種の存在形態を知るために、燃料主成分であるUと、他の核種(Pu, Am, Cm等)に大別し、走査型電子顕微鏡-X線検出(SEM-EDX)およびアルファトラック法により、核種含有粒子の検出を試みた。最深部滞留水から回収した微粒子状固形分の一部をカーボンテープ上に薄く塗布して観察試料とした。SEM-EDXによる観察の結果、Uを含有するサブmから数mサイズの粒子を複数同定できた。これらの粒子はZrなどの燃料被覆管や構造材に由来する元素を含んでおり、微粒子化した燃料デブリの可能性を示唆する。アルファトラック分析により同定した核種含有粒子は、粒径数10mから数100mのサイズであり、SEM-EDXにより元素分析したところ、鉄を主成分としていた。核種の物質量は極わずかであることが示唆され、Pu, Am, Cm等が鉄粒子上に付着する形態で存在すると考えられる。このことから、Uと他の核種の存在形態は異なることが明らかになった。

It has been revealed from the analysis results of ICP-MS and -ray spectrometry that the contaminated water at the torus room of Unit 2 reactor contains -nuclides which were derived from nuclear fuels. To investigate the morphology of these -nuclides, we tried to detect particles containing -nuclides by scanning electron microscopy-X-ray detection (SEM-EDX) and the alpha track method. As a result of SEM-EDX observation, several sub-m to several m size particles containing U were identified. These particles contain elements derived from fuel cladding materials such as Zr, suggesting the possibility that these particles are fine fuel debris. The particles containing alpha emitters were identified by alpha-track method. These particles with few hundred m in diameter were mainly composed of iron oxide, which suggest Pu, Am, Cm were attached to the surface of these particles. These results indicated that the forms of U and other -nuclides were different.