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核燃料物質のレーザー遠隔分析技術開発,2-1; 研究開発の概要と現状

Development of laser remote analysis for nuclear fuel materials, 2-1; Outline and present results of research and development

若井田 育夫  ; 赤岡 克昭 ; 大場 正規 ; 丸山 庸一郎; 宮部 昌文   ; 反保 元伸; 大場 弘則  ; 音部 治幹  ; 加藤 政明; 池田 裕二*; 仁木 秀明*; 作花 哲夫*

Wakaida, Ikuo; Akaoka, Katsuaki; Oba, Masaki; Maruyama, Yoichiro; Miyabe, Masabumi; Tampo, Motonobu; Oba, Hironori; Otobe, Haruyoshi; Kato, Masaaki; Ikeda, Yuji*; Niki, Hideaki*; Sakka, Tetsuo*

「次世代燃料の遠隔分析技術開発とMOX燃料による実証的研究」に関するシリーズ発表において、研究開発の背景及び最近の成果を概説する。レーザー誘起発光分光法(LIBS)による元素組成分析では、観測条件を最適化した高分解能分光を実現し、母材に対して30%程度の混入率を、繰り返し観測精度5%で分析できる可能性のあることを確認した。高分解能分光による感度低下を補う目的で、レーザー照射に同期してパルスマイクロ波を印加するマイクロ波併用LIBSでは、アンテナ形状や観測位置の最適化により、スペクトルの時間積分強度で、従来の20倍の増大効果を得た。再処理工程への適用を考慮し、液体薄膜にLIBSを適用した結果、十種混合溶液の発光分光から、溶存元素を個別に確認できる条件があることを見いだした。アブレーション共鳴吸収分光法による同位体分光では、最適な同位体の高分解能分光条件を見いだすため、共鳴蛍光分光法によりプルーム及び個別のエネルギー状態の運動の直接可視化に成功し、分光対象となる基底準位密度が時間とともにシェル状に膨張していく様子を確認した。本技術の福島原子力発電事故における炉内モニタリングへの適用についても検討する。

The background and recent results of the R&D titled of "Development of laser remote analysis for next generation nuclear fuel and applied study by MOX sample" entrusted to Japan Atomic Energy Agency by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology of Japan (MEXT) will be summarized as the first speaker of the series lecture consist with five titles. Measurement accuracy in elemental analysis by laser induced breakdown spectroscopy (LIBS), characteristics of microwave assisted LIBS, LIBS for liquid solution by ultra-thin liquid flow, and the analysis of the expansion phenomena of ablation plume by resonance fluorescence spectroscopy will be globally introduced. Application for the inner monitoring in the accident of Fukushima power plant will be also discussed.

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