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レーザー微粒子化反応を利用した放射性廃棄物中$$^{107}$$Pdの分析手法開発

Development of analytical methods for $$^{107}$$Pd in high-level radioactive wastes using laser-induced particle formation

蓬田 匠 ; 浅井 志保; 佐伯 盛久; 半澤 有希子; 江坂 文孝; 大場 弘則; 間柄 正明

Yomogida, Takumi; Asai, Shiho; Saeki, Morihisa; Hanzawa, Yukiko; Esaka, Fumitaka; Oba, Hironori; Magara, Masaaki

高レベル放射性廃棄物中に含まれる$$^{107}$$Pdの処分の安全評価信頼性向上ためには、インベントリ評価値検証のための分析手法開発が必要である。$$^{107}$$Pdは長寿命かつ低エネルギー純$$beta$$核種であり、放射線計測は難しい。よって、既存の分析例では化学分離後に質量分析法を適用する手法が用いられている。しかし、既存法では分離操作が繁雑になる上に、吸着剤からのPd回収も難しく、正確な$$^{107}$$Pdの定量は困難である。これらの問題を解決するため、我々はレーザー微粒子化法をPd分離に用いる新規分析プロセスの検討にあたった。本発表では、14種類の元素が含まれた高レベル放射性廃液模擬試料にレーザー微粒子化法を適用し、Pd回収基礎実験を行った。ICP-MSを用いた測定結果から、Pd回収率がレーザー照射時の液性、および微粒子化反応の犠牲剤であるエタノール含有率に依存することを明らかにした。また、微粒子への他元素の混入が数%以下であることから、微粒子化反応の元素選択性が高いことが示された。

$$^{107}$$Pd contained in high-level radioactive wastes (HLW) is a long-lived fission product. The procedure for $$^{107}$$Pd determination in HLW is demanded for safety assessment of geological disposal. Radiation measurement is difficult due to very low energy of beta radiation of $$^{107}$$Pd. Chemical separations and mass spectrometry methods are superior to the radiation measurement, but it has some problems on complicated analysis processes and $$^{107}$$Ag isobar contamination. We performed a novel procedure for $$^{107}$$Pd determination by laser-induced particle formation to overcome those problems. In this study, Pd separation by laser-induced particle formation was applied to the analysis of simulated HLW solutions. ICP-MS measurements demonstrated that the recovery ratio of Pd depended on solutions and ethanol concentrations in laser irradiation. The low contamination ratio indicated the high elemental selectivity of laser-induced particle formation.

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