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顕微ラマン分光分析および二次イオン質量分析による単一ウラン微粒子の化学状態・同位体比分析

Secondary ion mass spectrometry combined with micro-Raman spectroscopy for isotopic and chemical analysis of individual uranium particles

蓬田 匠; 江坂 文孝; 間柄 正明

Yomogida, Takumi; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki

原子力施設で採取される環境試料中に含まれるウラン微粒子個々の同位体組成を調べることで、その施設での原子力活動の内容および履歴を推定できる。また、ウラン微粒子の化学状態も、原子力活動の推定において重要な情報を持つ。しかし、1つのウラン微粒子に対して化学状態と同位体比の両方を測定することは、微粒子の単体分離が難しいためにこれまで困難であった。本研究では、マイクロマニピュレータによる微粒子移送と顕微ラマン分光分析、二次イオン質量分析を組み合わせた分析法を開発した。その結果、単一ウラン微粒子に対してその化学状態と同位体比を測定することができた。

Analysis of individual uranium particles in environmental samples from nuclear facilities is useful for detecting nuclear activity. Uranium isotope ratios in the samples are measured to detect nuclear activities related to production of nuclear weapons. 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 secondary ion mass spectrometry combined with micro-Raman spectroscopy for isotopic and chemical analysis of individual uranium particles. The developed methods have been applied to the analysis of reference uranium materials. As a result, the isotope ratios and the chemical form of individual uranium particle can be analyzed with the proposed method.

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