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Development of remote analysis for nuclear fuel materials by combination of LIBS and Ablation Initiated Resonance Absorption Spectroscopy (AIRAS)

レーザー誘起発光分光法とアブレーション共鳴吸収分光法を組合せた核燃料物質の遠隔分析技術開発

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

Wakaida, Ikuo; Akaoka, Katsuaki; Oba, Masaki; Maruyama, Yoichiro; Miyabe, Masabumi; Otobe, Haruyoshi; 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、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行っている。研究開発の概要を紹介するとともに、最近の成果を報告する。レーザーブレークダウン発光分光では、レーザー二重照射法の特性と従来法との比較検討の結果、発光領域の空間分布が異なること、ガスプラズマに対して最適なアブレーション量が存在すること及び100ppmオーダーの不純物分析性能が得られることが明らかとなった。アブレーション共鳴分光法については、ガドリニウムを例に、同位体識別に必要な高分解能観測条件が存在することが見いだされた。

By the combination of laser induced breakdown spectroscopy and laser ablation initiated resonance spectroscopy, we are developing the remote analysis for impurity and isotope ratio measurement on the nuclear fuel material. The purpose of this study and some recent results are discussed. In the breakdown spectroscopy, some differences of the spatial characteristics of double pulse LIBS and the conventional single pulse LIBS, importance of the optimized power balance of breakdown and ablation for effective plasma emission, and the performance of impurity measurement of order 100 ppm are shown. In the isotope ratio measurement, high resolution observation conditions are performed in the measurement of Gadolinium isotopes.

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