Development of laser remote analysis for nuclear fuel materials, 3-3; Emission characteristics in microwave-assisted laser-induced breakdown spectroscopy

核燃料物質のレーザー遠隔分析技術開発,3-3; マイクロ波支援レーザー誘起ブレークダウン分光における発光特性

Khumaeni, A.; 赤岡 克昭 ; 丸山 庸一郎; 宮部 昌文   ; 若井田 育夫  

Khumaeni, A.; Akaoka, Katsuaki; Maruyama, Yoichiro; Miyabe, Masabumi; Wakaida, Ikuo

レーザー誘起ブレークダウン発光法(LIBS)は、迅速な核燃料物質の非接触分析法として有望視されている。しかし、核燃料物質の発光線は極めて複雑であるため、高分解能な分光が要求され、結果的に感度低下を招く。そこで、核燃料物質の高感度な分光を目指し、簡便なアンテナからマイクロ波を放射して発光量の増大を図る、マイクロ波支援LIBSにおける発光特性を調べた。その結果、1msに及ぶ極めて長いプラズマ発光寿命の延長と電子温度上昇が確認され、酸化カルシウムイオンの分光では、得られた発光信号を時間積分することにより、従来のレーザー照射のみの発光量に比べ、約200倍の発光量を得た。

Laser-induced breakdown spectroscopy has been employed for the analysis of nuclear materials. However, this method has several drawbacks including low sensitivity. To increase the sensitivity, we have developed a novel method by utilizing microwave-assisted laser-induced breakdown spectroscopy. In order to improve the ability for practical application, the emission characteristics of microwave-assisted laser plasma such as plasma lifetime, plasma temperature, and atomic distributions in the plasma region are investigated. And by using this method, the enhancement up to approximately 200 times will be demonstrated in Ca oxide sample.