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フィッショントラック法による保障措置環境試料中のウラン含有微粒子の濃縮度別検出法の開発

Development of a screening method for fine uranium particles in safeguards environmental samples by fission-track technique

Lee, C. G.; 鈴木 大輔; 伊奈川 潤; 江坂 文孝; 間柄 正明; 桜井 聡; 篠原 伸夫; 臼田 重和

Lee, C. G.; Suzuki, Daisuke; Inagawa, Jun; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki; Sakurai, Satoshi; Shinohara, Nobuo; Usuda, Shigekazu

保障措置環境試料中に含まれる極微量核分裂性物質含有粒子をフィッショントラック(FT)法によって検出する際有効な、FT検出器のエッチング挙動を利用した粒子の濃縮度別検出法を開発した。ウラン粒子によるFTは、高濃縮度あるいは粒径が大きいほどエッチング速度が速くなり、短い時間で検出される。これは、検出器のエッチング時間を制御することにより濃縮度別検出が可能であることを意味する。このことを実証するために、濃縮度の異なるウラン粒子を用いた実験を行った。粒子回収の際には粒径の違いによる影響を避けるために、粒径がある程度揃った粒子回収が可能な2段式粒子吸引法を用いた。各濃縮度の粒子が十分検出されるエッチング時間を用い、検出された粒子は表面電離型質量分析計で同位体比を測定した。その結果、エッチング時間の制御に加えてFTの形状と粒径を比較することにより、ウラン粒子の濃縮度別検出が可能であることがわかった。

A screening method for uranium particles according to their enrichment has been developed by using the characteristics of fission tracks. The etching rate of fission tracks by the uranium particles increases with the $$^{235}$$U enrichment of uranium particle. This result strongly suggests that the enrichment-based screening of the uranium particles is possible by controlling the etching time. In order to verify the effectiveness of the developed screening method, a mixed sample containing uranium particles with different enrichment was used. A two-step filtration system that can collect particles with desired diameters was used for the collection of uranium particles in order to avoid the influence of the differences in the diameters on the etching behavior of fission tracks. It was shown that the enrichment-based screening of the uranium particles is possible by comparing the fission track morphology and particle size in addition to controlling etching time.

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