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Application of micro-Raman spectroscopy to chemical form identification of uranium particles with micro-meter size

顕微ラマン分光法によるマイクロメートルサイズのウラン微粒子の化学状態分析

蓬田 匠 ; 江坂 文孝; 間柄 正明

Yomogida, Takumi; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki

現在、保障措置分析化学研究グループでは、原子力施設で採取された環境試料中に含まれる個々のウラン微粒子の化学状態を分析するために、電子顕微鏡による微粒子の検出と顕微ラマン分光測定による化学状態分析を組み合わせた方法を開発している。特に、粒径の小さいウラン微粒子は、ラマン測定時のレーザー照射により微粒子が破壊され、明瞭なラマンスペクトルが得られている例はほとんどない。本研究では、これまで分析が困難であった1マイクロメートル程度のウラン微粒子に対して、測定時のレーザー出力の最適化により、非破壊での化学状態分析を可能とした。

Recently, we are applying micro-Raman spectroscopy to the identification of the chemical forms of individual uranium particles for nuclear safeguards. In this study, a micro-Raman spectroscopy technique combined with particle detection by scanning electron microscope and micro manipulation was developed to identify chemical forms of uranium particles. The characteristic Raman bands at 445 and 1160 cm$$^{-1}$$ assigned to UO$$_{2}$$ structures were observed in the Raman spectrum of a uranium particle with a diameter of 1 $$mu$$m. The particle shape was preserved after the Raman measurement, which indicated the particle was not burned by the laser beam. In conclusion, the chemical forms of individual uranium particles with micro-meter size can be analyzed with the proposed method without damaging the particles.

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