レーザー誘起プラズマ発光分光とアブレーション共鳴吸収分光法を組合せた次世代燃料の遠隔分析技術に関する基礎研究

Basic study on remote analysis for next generation fuel by combination of laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) and ablation initiated resonance absorption spectroscopy (AIRAS)

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*

日本原子力研究開発機構では、次世代燃料の迅速、その場分析を目指し、組成・不純物分析にレーザー誘起プラズマ発光分光法(LIBS)を、同位体分析にアブレーション共鳴吸収分光法(AIRAS)を用いた遠隔分析法の基礎研究を実施している。スペクトルの複雑なランタノイドやウラン酸化物が母材の不純物分析では、観測遅延時間やガス圧力条件の最適化とスペクトルの逆畳み込み法により、感度の直線性と約100ppmの検出下限を得た。同位体分析では、波長を安定化した分光用波長可変半導体レーザー装置を開発し、減圧希ガス中で800MHzのスペクトル分解能を得る条件を見いだすことで、天然ウラン中のUの観測を実現した。これらの結果から、分析感度とその直線性,ウランでの測定実績が確認され、技術的には次世代燃料の保障措置分析に適用できる可能性のあることが示唆された。

In Japan Atomic Energy Agency, basic study on remote analysis by combination of LIBS for impurity measurement and AIRAS for isotope measurement is performed to apply rapid and on-site analysis of next generation fuel. For the impurity measurement of the sample with the matrix of Lanthanide or Uranium oxide which has complex spectrum structure, detection linearity to % order and the detection limit of order 100 ppm are obtained by the optimization of the measurement conditions of the delay time, gas pressure and by the deconvolution of the spectrum. For the isotope analysis, the laser system specialized for the resonance spectroscopy by frequency stabilized semiconductor tunable laser has been developed. And under the low pressure rare gas condition, spectrum resolution of 800 MHz is measured and the detection of U in Natural Uranium is realized.