Dependence of the precision of uranium isotope ratio on particle diameter in individual particle analysis with SIMS

二次イオン質量分析法によるパーティクル分析における同位体比測定精度の粒径依存性

江坂 文孝  ; 渡部 和男; 小野寺 貴史; Lee, C. G.; 間柄 正明  ; 桜井 聡 ; 臼田 重和

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

原子力施設において採取された環境試料中に含まれる微小ウラン粒子の同位体比を二次イオン質量分析(SIMS)法により調べることにより、その施設での原子力活動内容について検認することが可能である。その際、同位体比測定精度は測定結果の妥当性を評価するうえで重要である。しかし、粒子の粒径と同位体比測定精度との関係に関しては未だ明らかではない。本研究では、発表者らが開発した電子顕微鏡(SEM)及びSIMSにより単一粒子の粒径及び同位体比を調べる方法を用いて、その関連について検討を行った。その結果、濃縮度5%のウラン酸化物粒子の場合、粒径が0.5mの粒子においても測定精度5%以内でU/Uの測定が可能であることが示された。

Isotope ratio analysis of individual uranium particles in environmental samples taken at nuclear facilities is one of the key techniques for nuclear safeguards. For accurate analysis, we developed a combined technique of single particle manipulation, which was carried out in scanning electron microscope (SEM), and SIMS. This technique gives information on particle size as well as isotope ratios for each particle. In the present study, the particle size dependence of the precision of uranium isotope ratio is investigated by using the SEM-SIMS technique. In the analysis of individual particles of a CRM U050 (5% enriched uranium) sample, even if the particle diameter was 0.5 m, the analysis with the precision of U/U isotope ratio within 5% was possible. In the presentation, the results obtained for the other uranium particles having different isotopic composition will also be presented.