Influence of uranium enrichment on the etching rate of polycarbonate fission track detector containing uranium particles

ウラン含有ポリカーボネート製フィッショントラック検出器のエッチング速度に対するウラン濃縮度の影響

Lee, C. G.; 井口 一成; 江坂 文孝  ; 間柄 正明  ; 桜井 聡 ; 渡部 和男; 臼田 重和

Lee, C. G.; Iguchi, Kazunari; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki; Sakurai, Satoshi; Watanabe, Kazuo; Usuda, Shigekazu

保障措置環境試料中の極微細ウラン粒子の検出法として有効なフィッショントラック(FT)法では、ウラン粒子の検出効率は検出器の化学エッチング条件に大きく依存する。本研究では、核分裂性粒子含有FT検出器のエッチング挙動を調べる目的で、ウラン粒子を閉じこめたポリカーボネート製FT検出器を作製し、エッチング速度に対するウラン濃縮度の影響を調べた。エッチング速度は、エッチングによる検出器の重量変化から評価した。全体に、検出器の重量変化はウラン粒子の濃縮度に大きく依存し、高濃縮度のウラン粒子を含む検出器ほど重量減少は大きい。検出器の重量減少の挙動から、エッチング速度が異なる二つ領域の存在が明らかになった。エッチング初期の非線形挙動は、すべての検出器において飛跡が最初に現れるエッチング時間が非線形領域内にあることから、おもに飛跡の出現によると考えられる。その後の直線的な挙動は、出現した飛跡の拡大に対応している。また、粒子1個あたりに換算したエッチング速度は(濃縮度)に比例することがわかった。このような飛跡のエッチング挙動とウラン粒子の濃縮度との相関を利用することにより高濃縮度のウラン粒子だけを優先的に検出可能であることが示唆された。

The etching rates of fission track detectors made of polycarbonate containing uranium particles were measured after thermal neutron irradiation with fluence of 810 n/cm, in order to study the influence of uranium enrichment on the etching rate that was calculated from the weight loss by etching. There is a strong correlation between the etching rate of detector and the enrichment E of uranium particle: the former increases as the latter increases. Particularly, the etching rate per particle was proportional to E rather than E, which is probably due to the overlapping of fission tracks. The etching behaviors of detector revealed that the existence of two different etching rate regions, a nonlinear region in the beginning of etching process and a subsequent constant region, which was explained as the opening of fission tracks and the broadening of opened tracks, respectively.