Challenge to ultra-trace analytical techniques of nuclear materials in environmental samples for safeguards at JAERI; Methodologies for physical and chemical form estimation

原研における保障措置環境試料中の極微量核物質の分析技術開発への挑戦

臼田 重和; 安田 健一郎   ; 國分 陽子   ; 江坂 文孝  ; Lee, C. G.; 間柄 正明  ; 桜井 聡 ; 渡部 和男; 平山 文夫; 福山 裕康; 江坂 木の実; 井口 一成; 宮本 ユタカ   ; Chai, J.

Usuda, Shigekazu; Yasuda, Kenichiro; Kokubu, Yoko; Esaka, Fumitaka; Lee, C. G.; Magara, Masaaki; Sakurai, Satoshi; Watanabe, Kazuo; Hirayama, Fumio; Fukuyama, Hiroyasu; Esaka, Konomi; Iguchi, Kazunari; Miyamoto, Yutaka; Chai, J.

IAEAは、保障措置の強化策の一環として、未申告の原子力活動を検知するため、1995年保障措置環境試料分析法を導入した。核物質を扱う原子力活動は、施設内外から採取された環境試料中の極微量核物質を精確に分析することにより、その痕跡を立証できるという原理に基づく。現在は、施設内で拭き取ったスワイプ試料に含まれる極微量のUやPuの同位体比を分析している。将来は、施設外で採取された植物・土壌・大気浮遊塵なども環境試料として想定される。環境試料中の核物質の物理的・化学的形態がわかれば、その起源,取り扱い工程,移行挙動が推定できる。保障措置の観点からは、このような情報も重要である。原研では、CLEARを整備して以来、文科省の要請を受け、我が国とIAEA保障措置に貢献するため、おもにスワイプ試料中の核物質を対象とした高度な極微量分析技術の開発に挑戦してきた。本発表では、(1)原研で開発した極微量環境試料分析技術の全般,(2)物理的・化学的形態評価にかかわる現在の分析技術開発,(3)極微量核物質に将来適用可能な形態分析技術にかかわる方法論について述べる。

The IAEA introduced the environmental sample analysis method, as a powerful tool to detect undeclared nuclear activities, into strengthened safeguards system. The principle of the method is that nuclear signatures can be evidenced if trace amount of nuclear materials in environmental samples taken from inside and outside of nuclear facilities are accurately analyzed. Currently, isotope ratios of uranium and plutonium in "swipe" samples are measured, which are collected in nuclear facilities. In future, the subject of environmental sample analysis will expand to soil, sediment, vegetation, water and airborne dust taken from outside of the nuclear facilities. If physical and chemical form of the nuclear materials is identified, we may estimate their origin, treatment process and migration behavior. This paper deals with the developed analytical techniques for the safeguards environmental samples, the current R&D on techniques related to estimation of the physical and chemical form, and possible analytical methodologies applicable to ultra-trace amounts of nuclear materials.