A New method for isotope ratio measurement of uranium in trace amount by thermal ionization mass spectrometry; The Continuous heating method

表面電離質量分析法による極微量ウランの新規同位体比測定法; 連続昇温法

鈴木 大輔   ; 國分 陽子   ; 桜井 聡 ; Lee, C. G.; 間柄 正明  ; 井口 一成*; 木村 貴海 

Suzuki, Daisuke; Kokubu, Yoko; Sakurai, Satoshi; Lee, C. G.; Magara, Masaaki; Iguchi, Kazunari*; Kimura, Takaumi

サブピコグラムから数十ピコグラムのウランの同位体比を精確に測定するために、表面電離型質量分析装置による新しい同位体比測定法、「連続昇温法」を開発した。本法は、試料が蒸発している間すべてのシグナルを測定するが、その中で高いシグナルのみを同位体比算出に利用する。それに加えて、測定条件及び同位体比算出法を標準化することにより、試料量や測定者の経験によらず、高い再現性で分析できる。さらに、質量分別効果の正確な補正も可能である。同位体標準試料のU/U比を、本法及びこれまで使われていた従来法、トータルエバポレーション法で測定したところ、試料量が多い場合は、3つの手法の測定結果に差は見られないが、サブピコグラムの試料を測定した場合、本法の測定結果が最も精確であった。本法は、極微量の試料の同位体比測定法として、さまざまな分野でその適用が期待される。

A new method for isotope ratio measurement with thermal ionization mass spectrometry (TIMS), "continuous heating method", was developed in order to determine an accurate isotope ratio of uranium ranging from sub-picograms to several dozen picograms. In this method, signals were measured during evaporation of an entire sample; however, part of the higher detected signals was used for calculation of the isotope ratio. The continuous heating method can measure the ratios with high reproducibility regardless of the sample amount and the skill of operators because procedures of measurement and data calculation were standardized, enabling accurate correction of mass discrimination effect. When U/U ratios in isotopic reference materials measured by the continuous heating method were compared with those measured by the conventional method and the total evaporation method, there was no difference in the case of measurement of a larger amount of samples. However, the continuous heating method showed the most accurate result compared with those measured by the other methods for the measurement of the sample of sub-picograms.