Application of Inductively coupled plasma Mass Spectrometry to the determination of uranium isotope ratios in individual particles for nuclear safeguards

保障措置のための個々の粒子中に含まれるウランの同位体比分析への誘導結合プラズマ質量分析法の適用

Zhang, X. Z.*; 江坂 文孝  ; 江坂 木の実; 間柄 正明  ; 桜井 聡 ; 臼田 重和; 渡部 和男

Zhang, X. Z.*; Esaka, Fumitaka; Esaka, Konomi; Magara, Masaaki; Sakurai, Satoshi; Usuda, Shigekazu; Watanabe, Kazuo

本研究では、単一ウラン粒子の同位体比分析における誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)法の有効性について検討を行った。まず、マニピュレータを用いた単一粒子移送法,粒子溶解法及び同位体比測定法について検討を行い、一連の分析手順を確立した。同位体標準試料の測定結果として、粒径0.5-3.9mの粒子について、認証値からの偏差1.8%以内でU/U同位体比の測定が可能であった。また、本法は模擬環境試料の分析にも適用され、その有効性が確認された。以上より、ICP-MSを用いた単一ウラン粒子分析法は保障措置のための有効な手段になり得ることが示された。

The capability of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) for the determination of uranium isotope ratios in individual particles was determined. For this purpose, we developed an experimental procedure including single particle transfer with a manipulator, chemical dissolution and isotope ratio analysis. As the result, the U/U isotope ratio for the particle with the diameter between 0.5 and 3.9 m was successfully determined with the deviation from the certified ratio within 1.8%. The developed procedure was successfully applied to the analysis of a simulated environmental sample prepared from a mixture of indoor dust (NIST SRM 2583) and uranium particles (NBL CRM U050, U350 and U950a). From the results, the proposed procedure was found to be an alternative analytical tool for nuclear safeguards.