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Selective detection of particles containing highly enriched uranium for nuclear safeguards environmental samples

保障措置環境試料のための高濃縮ウランを含む粒子の選択的検出

Lee, C. G.; 鈴木 大輔; 江坂 文孝; 間柄 正明; 篠原 伸夫; 臼田 重和*

Lee, C. G.; Suzuki, Daisuke; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki; Shinohara, Nobuo; Usuda, Shigekazu*

保障措置環境試料のパーティクル分析法の高度化の目的で、スワイプ試料から回収した粒子の中から高濃縮度のウラン粒子を選択的に検出できる方法を開発した。新たに開発した方法は次のような3つの要素技術で構成されている。(1)スワイプ試料からの粒子回収のための2段式粒子回収法,(2)フィッショントラック(FT)検出器のエッチング時間の制御,(3)フィッショントラックの形状と粒径の比較。濃縮度別検出法の開発は、保障措置上最も重要な課題の一つである、高濃縮度の粒子の優先的な検出に焦点を置いた。天然組成と10%濃縮ウラン粒子を混ぜた試料を作製し、開発した方法の実証実験を行った。その結果、FT検出のためのエッチング時間の制御に加えて、FT形状と粒径の比較により、10%濃縮ウラン粒子を選択的に検出できることが示された。この方法は、主としてFT検出器のエッチング挙動を利用しているので、実試料への応用が容易であることが大きな特徴である。

A method to selectively detect uranium particles with higher $$^{235}$$U enrichment has been developed. The newly developed method involves three key components, (1) a two-step filtration system for particle recovery from swipe samples, (2) a system for controlling the etching time of fission track (FT) detector, (3) a system for comparing the FT morphologies and particle sizes. The method to screen uranium particles according to their enrichment is focused on detecting highly enriched uranium particles preferentially in various those recovered from swipe sample; this is one of the most important tasks involved in nuclear safeguards. In order to verify the effectiveness of the screening method developed, a mixture sample containing uranium particles with natural composition and those with 10% enrichment is used. It was shown that enrichment-based screening of uranium particles is possible by comparing the FT morphologies and particle sizes, in addition to controlling the etching time.

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