高速炉用破損燃料位置検出のためのKr, Xe同位体比分析感度の向上

Improvement of analytical sensitivity of Kr and Xe isotope ratios for failed fuel detection and location of the fast reactor

岩田 圭弘   ; 伊藤 主税   ; 青山 卓史 

Iwata, Yoshihiro; Ito, Chikara; Aoyama, Takafumi

高速炉の破損燃料位置検出(FFDL)システムへの適用に向けて、レーザー共鳴イオン化質量分析法(RIMS)を用いたAr中の極微量Kr, Xe同位体分析の研究を行っている。Kr, Xeの正確な分析には光電子により生成する, を抑制することが必要不可欠であり、Kr, Xeの損失なく, 引き出し量を低減する目的で、飛行時間型質量分析計(TOF-MS)のイオン引き出し孔をレーザー光路に合わせてスリット型に改良した。スリット形状を変えてAr, Krの信号量を測定したところ、1mm10mmがほぼ最適であり、, の影響を大きく低減させることができた。また、レーザー照射時間1024秒に対するKr, Xe同位体比の分析誤差を評価した。pptレベルの核種濃度ではKr, Xeともに10%程度と得られ、統計誤差が主要因である。装置の検出効率改善を目的としてTOF-MSを線形型に変更することを検討しており、線形型でKr, Xeの同位体分析に十分な分解能を有することを確認した。今後は、イオン加速電圧の増加と合わせて検出効率を2桁程度改善し、分析誤差を1桁低下させることを目標とする。

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