Isotope dilution inductively coupled plasma mass spectrometry for determination of Sn content in spent nuclear fuel sample

ICP-MSを用いた同位体希釈質量分析法による使用済燃料中のSnの定量

浅井 志保; 利光 正章; 半澤 有希子  ; 鈴木 英哉; 篠原 伸夫 ; 伊奈川 潤; 奥村 啓介 ; 宝徳 忍 ; 木村 貴海 ; 鈴木 健介*; 金子 悟*

Asai, Shiho; Toshimitsu, Masaaki; Hanzawa, Yukiko; Suzuki, Hideya; Shinohara, Nobuo; Inagawa, Jun; Okumura, Keisuke; Hotoku, Shinobu; Kimura, Takaumi; Suzuki, Kensuke*; Kaneko, Satoru*

高レベル放射性廃棄物に含まれる長寿命核種の1つであるSnのインベントリ評価を目的として、ICP-MSによるSnの分析法を開発した。また、照射履歴の明確な使用済燃料溶解液を分析試料として、開発したSn分析法の妥当性を検証するとともに、使用済燃料溶解液中のSn存在量及び共存するスズ同位体の同位体比を算出した。ICP-MS測定の前処理法として、陰イオン交換法を採用し、Snの主要な測定妨害核種Teや、高放射性の成分Sr, Y, Cs、及びBaを分離除去した。陰イオン交換樹脂に吸着したスズは、1M HNOによって定量的に溶出した。得られたスズ溶出液中のスズの同位体比は、ICP-MSによって精度よく測定され、また、国内初のSn実測値が得られた。さらに、スズ同位体比は燃焼計算コードORIGEN2による計算値ともよく一致したことから、ORIGEN2による計算の信頼性を確認できた。

The Sn content in a spent nuclear fuel solution was determined by ICP-MS for its inventory estimation in high-level radioactive waste. An irradiated UO fuel was used as a sample to evaluate the reliability of the methodology. Prior to the measurement, Sn was separated from Te, which causes major isobaric interference in the determination of Sn content, along with highly radioactive coexisting elements using an anion-exchange column. The absence of counts attributed to Te in the Sn-containing effluent indicates that Te was completely removed. After washing, Sn retained on the column was readily eluted with 1 M HNO. The isotope ratios of Sn were successfully determined and showed good agreement with those obtained through ORIGEN2 calculations. The results reported in this paper are the first experimental values of Sn content in the spent nuclear fuel solution originating in spent nuclear fuel irradiated at a nuclear power plant in Japan.