レーザーを用いた核燃料物質の非接触分析技術開発,1; ブレークダウン分光とアブレーション共鳴分光,研究開発の目的と概要

Development of laser remote analysis for nuclear fuel materials, 1; Laser induced breakdown spectroscopy and laser ablation resonance spectroscopy, Introduction

若井田 育夫  ; 赤岡 克昭 ; 大場 正規 ; 宮部 昌文   ; 丸山 庸一郎; 仁木 秀明*

Wakaida, Ikuo; Akaoka, Katsuaki; Oba, Masaki; Miyabe, Masabumi; Maruyama, Yoichiro; Niki, Hideaki*

レーザーブレークダウン発光分光法とレーザーアブレーション共鳴分光法とを組合せて固体核燃料物質に適用することにより、従来必要であった化学操作を経ることなく、不純物や同位体比を直接、非接触で迅速に分析する手法の開発を開始した。本研究開発の目的,研究開発の概要について述べる。また、最近の成果として、レーザーブレークダウン発光分光法については、プラズマ発光の基本特性とレーザー二重照射の効果を明らかにした点、核燃料物質を摸擬したガドリニウム母材中の不純物発光の定量的な同定・評価を可能とし、100ppm以下の検出下限を得た点、及びアブレーション共鳴分光法については、共鳴分光用の精密波長可変レーザー光源を開発し、ガドリニウム偶同位体を分別して観測可能な分解能を得た点について報告する。

Direct and remote analysis of impurity and isotope ratio in nuclear fuel materials is developing without any chemical process by laser induced breakdown spectroscopy and laser ablation resonance spectroscopy. The purpose of this study and some recent results are discussed. In the breakdown spectroscopy, the basic process of plasma emission and the effects of the double pulse injection will be reported. In the impurity measurements of Cu in the matrix of Gadlinium, the linearity of the atomic emission to the impurity density was confirmed and the detection limit lower than 100ppm was obtained. In the resonance spectroscopy, the high precision tunable laser system for the resonance spectroscopy was developed and odd isotopes of Gadlinium were separately detected by laser ablation resonance absorption spectroscopy.