燃料デブリ分析のための超微量分析技術の開発,15; ICP-MS/MSによるAm/Cm相互分別

Development of ultramicro analysis technology for fuel debris analysis, 15; Mutual discrimination of Am/Cm using ICP-MS/MS

風間 裕行  ; 関尾 佳弘  ; 前田 宏治  ; 小山 真一  ; 鈴木 達也*; 小無 健司*; 阿部 千景*; 永井 康介*

Kazama, Hiroyuki; Sekio, Yoshihiro; Maeda, Koji; Koyama, Shinichi; Suzuki, Tatsuya*; Konashi, Kenji*; Abe, Chikage*; Nagai, Yasuyoshi*

燃料デブリ中の核種分析を簡易かつ高精度で行うための手法開発として、トリプル四重極誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS/MS)の利用を検討している。ICP-MS/MSは、直列に配置された二つの質量分離部の間に位置するコリジョン・リアクションセル(CRC)に適切に反応性ガス等を導入することで同重体干渉の低減が可能であり、元素の単離を行うための前処理工程の省略が期待される。燃料デブリにアクチノイド元素が含まれる場合、AmとCmは化学的性質が類似することから湿式相互分離が困難とされており、既往の方法でこれら同重体を含む核種を分析するためには、煩雑な前処理と長時間の放射線計測を要する。本研究では、Am, Cmを単離する前処理の省略によるこれら核種の迅速な分析を達成するため、CRCにCOを導入した際のAm, Cmの反応挙動を評価し、Am/Cm相互分別に適した条件を検討した。

Triple-quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS/MS) is attractive technique to perform rapid and accurate analysis of fuel debris in Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. The collision/reaction cell technology incorporated in ICP-MS/MS is an available option to eliminate isobaric interferences, being expected to simplify the pretreatment of fuel debris analysis. When fuel debris contains Am and Cm, the pretreatment involving Am/Cm separation is difficult due to similarly chemical behavior of these actinides. In this study, ICP-MS/MS measurements of Am and Cm injecting CO were carried out. From the obtained results, we suggest candidate conditions to discriminate the isobars of these actinides by use of the differences in their molecular ion formation tendency with variation of CO flow rate.