Isotope ratio analysis of individual plutonium and mixed uranium-plutonium particles with ICP-MS

個々のプルトニウム及びウラン-プルトニウム混合粒子のICP-MSによる同位体比分析

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

本研究では、単一プルトニウム及びウラン-プルトニウム混合粒子の同位体比分析法を、化学分離と質量分析(ICP-MS)法を組合せることにより開発した。目的粒子を電子顕微鏡により特定し、フッ酸-硝酸混合溶液により溶解した。その後、陰イオン交換分離を行い、最終的にICP-MSにより同位体比分析を行った。その結果、粒径1マイクロメートル以下のプルトニウム粒子に対して、同重体などの干渉を排除することにより精確な分析が可能であった。本発表では、ウラン-プルトニウム混合粒子の分析結果についても報告する。

In this study, a combination of chemical separation and inductively coupled plasma - mass spectrometry (ICP-MS) is applied to the analysis of individual plutonium particles. Prior to the isotope ratio analysis with ICP-MS, individual plutonium particles in samples were identified by using scanning electron microscope (SEM) and transferred to each Si chip by a micro-manipulator attached to the SEM system. After removed from the SEM chamber, each particle was dissolved with HF-HNO solution. An anion exchange method was applied to separate Pu and Am for subsequent isotope ratio analysis with ICP-MS. As a result, the plutonium isotope ratios in individual particles with the diameter less than 1 micrometer could be determined with good accuracy. In this presentation, the analytical results of mixed uranium-plutonium particles will also be presented.