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Age-dating of single particle of uranium standard material for nuclear forensics and safeguards

核鑑識・保障措置のためのウラン標準物質単一粒子の年代測定

大久保 綾子; 江坂 文孝 ; 間柄 正明 ; 篠原 伸夫 

Okubo, Ayako; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki; Shinohara, Nobuo

ウラン試料の最終精製時期を推定すること(年代測定)は、核鑑識分析において重要項目とされている。核種$$^{234}$$U-$$^{230}$$Thペアを用いるウランの年代測定法は、地球科学の分野で確立された方法であり、核鑑識分析への応用も行われてきた。最近では、保障措置分析においてもウランの年代測定の要望がある。極微量の$$^{230}$$ThをICP-MSで測定するためには、ウランのテーリングによる影響を除くために、イオン交換カラム分離法による精製が行われる。しかし、カラム分離の操作によって、$$^{230}$$Thの操作ブランクが上昇する。これに対してTIMS測定では、ウランとトリウムの最適イオン化温度の差を利用して、フィラメントの昇温過程において、ウランとトリウムを分離してイオン化することができる。本研究では、TIMSを用いて、ウラン標準物質単一粒子の年代測定法の開発を行った。

To elucidate the final purification date of uranium material namely age-dating is important subject on nuclear forensic analysis. Age-dating of uranium using $$^{234}$$U-$$^{230}$$Th nuclide pair was established in the field of geochemical science, and has been applied for nuclear forensics. Recently, safeguard analysis also demand age-dating of uranium materials. In order to measure a small amount of $$^{230}$$Th by ICP-MS, anion exchange column separation is commonly conducted to eliminate U tailing effect. However, column separation step could raise procedural blank of $$^{230}$$Th. In contrast, TIMS can separately ionize U and Th in filament heating step using the difference of optical ionization temperature of these elements. We developed analytical method for age-dating of single particle uranium material by TIMS.

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