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保障措置環境試料中の高濃縮ウラン含有粒子の選択的検出法の開発

Development of selective detection method of the particles containing highly enriched uranium in safeguards environmental samples

Lee, C. G.; 鈴木 大輔; 江坂 文孝; 間柄 正明; 木村 貴海; 篠原 伸夫

Lee, C. G.; Suzuki, Daisuke; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki; Kimura, Takaumi; Shinohara, Nobuo

保障措置環境試料パーティクル分析では分析対象粒子の選択が重要である。本研究では、パーティクル分析において粒子検出法の高度化の目的で、スワイプ試料から回収した粒子の中から高濃縮度のウラン粒子を選択的に検出できる方法を開発した。本法は次のような三つの要素技術で構成されている。(1)スワイプ試料からの粒子回収のための2段式粒子回収法、(2)フィッショントラック(FT)検出器のエッチング時間の制御、(3)フィッショントラックの形状と粒径の比較。濃縮度別検出法の開発は保障措置上重要な高濃縮度のウラン粒子の選択的検出に焦点を置いた。天然組成と10%濃縮ウラン粒子を混合した試料を作製し、開発した方法の実証実験を行った。その結果、FT検出のためのエッチング時間の制御に加えて、FT形状とそれに対応する粒子の大きさを比較することにより、10%濃縮ウランを選択的に検出できることが示された。本法は保障措置環境試料パーティクル分析の有効な手法として期待される。

A method to selectively detect uranium particles with higher $$^{235}$$U enrichment has been developed; this method can contribute to improving particle analysis on nuclear safeguards environmental samples. The newly developed method involves three key components, (1) a two-step filtration system for particle recovery from swipe samples, (2) a system for controlling the etching time of fission track (FT) detector, (3) a system for comparing the FT morphologies and particle sizes. In order to verify the effectiveness of the screening method developed, a mixture sample containing uranium particles with natural composition and those with 10% enrichment is used. It was shown that enrichment-based screening of uranium particles is possible by comparing the FT morphologies and particle sizes, in addition to controlling the etching time. The method is expected to serve as an effective tool of the particle analysis on nuclear safeguards environmental samples.

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