Uranium particle identification with SEM-EDX for isotopic analysis by secondary ion mass spectrometry

二次イオン質量分析による同位体比分析のためのSEM-EDXによるウラン粒子特定

江坂 文孝  ; 間柄 正明  

Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki

保障措置環境試料中の個別ウラン粒子の分析(パーティクル分析)は、二次イオン質量分析(SIMS)法などにより行われている。この際、あらかじめ試料中に含まれる多くの粒子からウランを含む粒子を特定する必要があり、これまで分析の律速になっていた。本研究では、走査型電子顕微鏡の反射電子像を利用した自動分析により効率的にウラン粒子を特定し、SIMS法により同位体比分析を行う方法について検討した。本検討により分析条件の最適化を行った結果、1000倍の倍率で反射電子像を観測することにより、直径1m程度のウラン粒子を効率的に特定できることが確かめられた。

Secondary ion mass spectrometry (SIMS) is a promising tool to measure isotope ratios of individual uranium particles in environmental samples for nuclear safeguards. However, the analysis requires prior identification of a small number of uranium particles that coexist with a large number of other particles without uranium. In the present study, this identification was performed by scanning electron microscopy -energy dispersive X-ray analysis with automated particle search mode. The analytical results for an environmental sample taken at a nuclear facility indicated that the observation of backscattered electron images with 1000 magnification was appropriate to efficiently identify uranium particles. Lower magnification (less than 500) made it difficult to detect smaller particles of approximately 1 m diameter.