衝突励起解離法による大気圧イオン化質量分析法を用いた高速炉カバーガス分析技術の高度化

Development of argon cover gas analysis for fast reactors using atmospheric pressure ionization mass spectrometry with collision-indued dissociation

原野 英樹; 伊藤 主税   ; 有馬 聡宏*; 山口 勝行*

not registered; Ito, Chikara; Arima, Toshihiro*; Yamaguchi, Katsuyuki*

高速炉プラントのアルゴンカバーガス分析において、大気圧イオン化質量分析法によりアルゴン中のクリプトンを分析する際に問題となる同重体干渉を抑制することを目的として、衝突励起解離のクラスター分解効果について調べた。 クラスターイオンは、比較的圧力の高い領域にて電場により加速され、中性粒子との多重衝突を通して分解される。本研究では、加速電圧を変えることにより、この過程を制御した。加速電圧を増加させることで同重体干渉の原因であるアルゴンのニ量体イオンの影響を1/60,000程度まで低減できることを確認した。また、衝突励起解離法が単量体イオンの検出感度向上にも寄与することを見出し、本法適用により同重体干渉を受けないクリプトン核種についてサブpptレベルの定量分析が可能になることを示した。

The isotopic measurement of krypton in argon is partially obstructed by the isobaric interference in the fast reactor cover gas analysis that is performed using atmospheric pressure ionization mass spectrometry. Collision-induced dissociation is applied to decompose cluster ions and suppress the interference. Cluster ions are accelerated by an electric field in a relatively high-pressure region and are dissociated through multiple collisions with neutral particles. This process is controlled by changing the accelerating voltage in the present study. It is shown that the isobaric interference due to argon dimer ions are suppressed by increasing the accelerating voltage. The isobaric interference could be reduced to 1/60,000 in the most effective condition. It is also found that collision-induced dissociation enhances the detection sensitivity and permits quantitative analysis with a sub-ppt level for the krypton nuclides that are not interfered.