LIBSとアブレーション共鳴吸収分光を組合せた核燃料物質の遠隔分析技術開発

Development of laser remote analysis by combination of LIBS and ablation initiated resonance absorption spectroscopy for nuclear fuel materials

若井田 育夫  ; 赤岡 克昭 ; 宮部 昌文   ; 大場 正規 ; 丸山 庸一郎; 音部 治幹  ; 仁木 秀明*

Wakaida, Ikuo; Akaoka, Katsuaki; Miyabe, Masabumi; Oba, Masaki; Maruyama, Yoichiro; 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,その場分析をめざし、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研究を行っている。組成・不純物分析においては、ランタノイドやウラン酸化物を母材として、%オーダーまでの感度の直線性,100ppmオーダーの検出下限が得られている。同位体組成分析においては、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、天然ウラン酸化物中のUの観測を実現した。この結果は、LIBSとAIRASを組合せた遠隔分析法が、Heガスによる中性子測定によらない次世代燃料の迅速な保障措置分析の代替法として適用できる可能性があることを示唆したものである。

Basic study on remote analysis by combination of LIBS and Ablation Initiated Resonance Absorption Spectroscopy (AIRAS) were performed to apply for a rapid and on-site analysis of next generation nuclear fuel materials contained with miner actinides. For the impurity measurement, detection linearity to % order and the sensitivity of order 100ppm were obtained by LIBS in the sample of the matrix of lanthanide or uranium oxide. For the isotope analysis, the laser system specialized for the resonance spectroscopy by frequency stabilized semiconductor tunable lasers had been developed, and U in natural uranium oxide was clearly detected. These results suggest that the combination of LIBS and AIRAS will be one of the alternative techniques applicable to the safeguards analysis for next generation fuels without using of He gas neutron detector.