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Isotope ratio analysis of individual plutonium and uranium-plutonium mixed oxide particles by thermal ionization mass spectrometry with a continuous heating method

表面電離型質量分析装置を用いた連続昇温法による個々のプルトニウム粒子及びウラン-プルトニウム混合酸化物粒子の同位体比分析

鈴木 大輔; 國分 陽子; Lee, C. G.; 江坂 文孝; 間柄 正明; 木村 貴海

Suzuki, Daisuke; Kokubu, Yoko; Lee, C. G.; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki; Kimura, Takaumi

個々のプルトニウム粒子の従来の同位体比分析法は、測定前に粒子を溶解する必要があるためその分析手順は煩雑である。また、化学操作により環境中の$$^{238}$$Uが混入する可能性があり、これにより正確な$$^{238}$$Pu/$$^{239}$$Pu同位体比測定が困難となる。本検討では、化学操作を一切行わずに粒子の同位体比を測定する方法として、粒子移送技術と表面電離型質量分析装置を用いた連続昇温測定法を組合せた方法による個々のプルトニウム粒子の同位体比分析法を試験した。さらに、ウランとプルトニウムの混合酸化物のMOX粒子についても本方法を適用して同位体比分析を行った。同位体標準物質から作製した粒子を用いて分析法の検証を行った結果、すべての同位体比は保証値とよく一致し、化学操作なしでも同重体による影響を受けることなく正確な同位体比を得ることに成功した。以上より、本方法は化学操作を必要としないプルトニウム粒子及びMOX粒子の正確な同位体比分析法として有用であることが示された。

In conventional isotope ratio analysis of individual plutonium particles, the analytical procedure is complicated, because the particles have to be dissolved prior to the measurement. The chemical treatments may cause contamination of $$^{238}$$U existing in the environment. This makes it difficult to obtain accurate $$^{238}$$Pu/$$^{239}$$Pu isotope ratio. In the present work, an analytical method by a combination of single particle transfer and thermal ionization mass spectrometry with a continuous heating method is examined for individual plutonium particles, namely the particles are measured without any chemical treatments. In addition, the technique is applied to the analysis of individual uranium-plutonium mixed oxide (MOX) particles. The results of analysis of individual particles produced from standard solutions indicate that all isotope ratios are consistent with the certified values. There is no effect of isobaric interference on the results. In conclusion, the proposed analytical method is a useful tool for the isotope ratio analysis of plutonium and MOX particles without any chemical treatments.

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パーセンタイル:66.74

分野:Chemistry, Multidisciplinary

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