Analysis of plutonium isotope ratios in individual particles with ICP-MS for nuclear safeguards

保障措置のためのICP-MSによる個々の粒子中のプルトニウム同位体比分析

江坂 文孝  ; 間柄 正明  ; 鈴木 大輔   ; 宮本 ユタカ   ; Lee, C. G.; 木村 貴海 

Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki; Suzuki, Daisuke; Miyamoto, Yutaka; Lee, C. G.; Kimura, Takaumi

発表者らは、個々の粒子中に含まれるPuの同位体比を誘導結合プラズマ質量分析(ICP-MS)法により測定する方法を開発した。分析法は、個々の粒子を電子顕微鏡下でピックアップ後に酸により溶解し、ICP-MSにより測定を行うものである。測定の結果、粒径1ミクロン程度の微小粒子に対してPu/Pu同位体比を精度良く分析できることが明らかになった。現在、Pu粒子中に共存するAmの影響を排除するため、化学分離を組み込んだ方法の開発を進めている。

In this study, inductively coupled plasma - mass spectrometry (ICP-MS) is applied to the analysis of plutonium isotope ratios in individual particles. Prior to the measurement, individual plutonium particles in samples are identified by using scanning electron microscope (SEM) and are transferred to each Si chip by a micro-manipulator attached to the SEM system. After removed from the SEM chamber, each particle is dissolved with HF-HNO solution for subsequent ICP-MS analysis. As a result, the Pu/Pu plutonium isotope ratios in individual particles with the diameter of around 1 micro-meter are successfully determined with good precision. A remaining subject to be solved is the mass interferences by co-existing elements such as americium. In order to remove the interferences, we are developing methods for chemical separation of americium and plutonium, based on anion exchange and capillary electrophoresis systems.