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顕微ラマン分光法を用いたマイクロメートルオーダーのウラン微粒子に対する化学状態分析手法の開発

Development of an analytical method to identify chemical forms of uranium particles with micro-meter size using micro-Raman spectroscopy

蓬田 匠; 江坂 文孝; 間柄 正明

Yomogida, Takumi; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki

環境試料中の微粒子の化学状態は、その粒子が辿った履歴に関する情報を含んでいる。原子力施設で採取されたウラン微粒子の場合、その化学状態を分析することにより、ウラン精錬・転換・濃縮といった各施設における原子力活動の推定が可能となる。本研究では、環境試料中の単一ウラン微粒子の化学状態分析を行うため、走査型電子顕微鏡(SEM)により微粒子を検出し、マイクロマニュピレータによる微粒子の移送を行った後、顕微ラマン分光測定により化学状態を分析する方法の検討を行った。標準試料として数マイクロメートル程度の大きさのU$$_{3}$$O$$_{8}$$微粒子を用いた。SEMにより同定したU$$_{3}$$O$$_{8}$$微粒子を、マイクロマニピュレータを用いてガラス状炭素基板上に移送し、それぞれの微粒子に対して顕微ラマン分光測定を行った。直径2$$mu$$m程度の標準ウラン微粒子のラマンスペクトル測定結果から、U$$_{3}$$O$$_{8}$$の構造に由来するラマンピークがはっきりと確認でき、その化学状態がU$$_{3}$$O$$_{8}$$であると同定できた。

Chemical forms of particles in environmental samples give important information on the history of particles. In particular, we can detect the nuclear activities such as refining, conversion and enrichment process by determination of the chemical form of uranium particles. In this study, we developed a micro-Raman spectroscopy technique combined with particle detection by scanning electron microscope (SEM) and micro manipulation to identify chemical forms of standard uranium particles. The characteristic Raman bands which derive from U$$_{3}$$O$$_{8}$$ structures were observed in the Raman spectra of a standard uranium particle with a diameter of 2 $$mu$$m.

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