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Simultaneous determination of plutonium and uranium isotope ratios in individual plutonium-uranium mixed particles by thermal ionization mass spectrometry

表面電離型質量分析法による個々のプルトニウムとウラン混合粒子中のプルトニウムとウラン同位体比の同時測定

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

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

MOX燃料から生成するウラン(U)とプルトニウム(Pu)混合酸化物(MOX)試料において、PuとUの同位体比は同時測定が望ましい。本研究では、表面電離型質量分析法を用いて、化学分離を行わないで、PuとUの同位体比を同時に測定できる方法を開発した。用いた試料はPu(SRM 947)とU(U500)の混合溶液試料から調製した、粒径が0.6-2.3$$mu$$mのMOX粒子である。サブミクロン粒子を含むすべてのMOX粒子から得られたPuとUの同位体比は、誤差範囲ですべて認証値と一致した。特に、従来は$$^{238}$$U同重体の干渉により測定が困難であった$$^{238}$$Pu/$$^{239}$$Pu比をも正確に測定できた。$$^{238}$$Puにおける$$^{238}$$Uのバックグラウンドは$$^{238}$$Uの信号のピークフィッティングにより求めた。本法は、PuとUのすべての同位体比を化学分離なしで同時測定できることから、さまざまな分野において有効な分析法として期待される。

In this study, we developed a method for the simultaneous measurement of all the plutonium and uranium isotopes without the need for chemical separation, using thermal ionization mass spectrometry (TIMS) with a continuous heating method. The MOX particles with sizes of 0.6-2.3 $$mu$$m used in this study were made from a mixed solution of plutonium (SRM947) and uranium (U500). The isotope ratios of plutonium and uranium obtained for all the MOX particles, including the ones in the sub-micrometer size range, were in good agreement with the certified values within the range of error. In particular, the determination of the $$^{238}$$Pu/$$^{239}$$Pu isotope ratio, which is difficult because of the isobaric interference of $$^{238}$$U, was performed accurately. The $$^{238}$$Pu/$$^{239}$$Pu ratios were obtained by using a correction in which the background of $$^{238}$$U intensity at the $$^{238}$$Pu peak was estimated from the peak fitting of the $$^{238}$$U signal profile.

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パーセンタイル:26.43

分野:Physics, Atomic, Molecular & Chemical

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