レーザー誘起ブレークダウン分光法の合金製造への応用

Application of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) analysis to molten alloy production process

大図 章  ; 舘 義昭  ; 有田 裕二*

Ozu, Akira; Tachi, Yoshiaki; Arita, Yuji*

マイナーアクチニドを含む金属核燃料の合金製造時でのるつぼ内の合金溶融表面及びその表面からの蒸発物質のその場元素組成分析を目的として、レーザー誘起ブレークダウン分光分析法を合金製造過程に適用した。ジルコニウム, 銅, サマリウム、及びセリウムを模擬金属として使用した試験では、るつぼ温度に依存して溶融合金表面の元素組成が変動することが観測された。また、るつぼ温度の上昇に従ってるつぼ表面からの蒸発物質の元素組成をも同時に測定することができた。これらの適用試験により、レーザー誘起ブレークダウン分光分析法が合金製造過程の組成調査やるつぼ内の合金の挙動の解明に役立つことが示された。

Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) analysis has been applied to the molten alloy production process, in which simulated metals (Zr, Cu, Sm, Ce) are used instead of nuclear metallic fuels contained minor actinide (MA), with the aim of in-situ monitoring the elementary composition of the surface of the molten alloy in a chamber and vapor particles generated from the surface of the molten alloy. The variation in the ratio of elementary composition of the surface of the molten alloy in the crucible was successfully observed depending on temperature of the crucible. The elementary composition of the vapor particles appeared in the molten alloy chamber was also measured. The practical experimental results show that LIBS technique is very useful for investigating the elementary composition in the process and understanding the behavior of molten alloy in the crucible.