模擬ウラン粒子を用いたMC-ICP-MSによる単一ウラン粒子同位体比測定法の開発

Development of the uranium isotope ratio analysis for a single uranium particle by MC-ICP-MS using synthetic uranium particles

富田 純平  ; 富田 涼平 ; 鈴木 大輔   ; 安田 健一郎   ; 宮本 ユタカ   

Tomita, Jumpei; Tomita, Ryohei; Suzuki, Daisuke; Yasuda, Kenichiro; Miyamoto, Yutaka

単一U粒子の同位体比をPBの影響を最小限に抑えて正確に測定できる技術を開発することを目的に、使用する酸の量や容器を工夫することで、得られる効果やU同位体比測定に及ぼす影響を定量的に評価した。本実験では、U濃縮度10%のU溶液を多孔質シリカ粒子に含浸させて作った模擬U粒子を分析試料とした。底面円錐型容器を使用して溶液を1箇所に集中させることにより酸の使用量を低減したICP-MS測定試料溶液調製法を考案した。この試料調製法によるPBのU量は0.2pg、U/U比は0.0190であった。この同位体比は検出器の校正に用いるNBL CRM U015(0.0155)に近い値であることから、脱溶媒装置に極微量残存しているU015が検出されたものと考えられる。粒子中のU量が少ないほどU/U比が保証値よりも小さくなっており、PBのUに起因する影響が無視できなくなっていた。一方、U量が23pg以上の粒子では、U/U比が標準偏差(2)の範囲内で保証値と一致し、正確なU同位体比測定が可能であることが明らかとなった。

The impact of the uranium from the process blank for a single uranium particle analysis by MC-ICP-MS was evaluated quantitatively. The synthetic uranium particles prepared by impregnating of U (NBL CRM U100) to porous silica were used in this study. A conical-bottom bottle was used to dissolve a uranium particle with a small amount of acid. The amount of U and U/U of the process blank were 0.2 pg and 0.0190, respectively. This ratio was similar to that of CRM U015 (0.0155), which was used for the detector calibration of MC-ICP-MS, indicating that the process blank was derived from ultra-trace level of uranium remining in the desolvator. The analytical results indicated that the U/U ratio could be determined accurately by MC-ICP-MS when the particle contained more than 23 pg of U.