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レーザー共鳴イオン化法によるストロンチウム同位体分析法の開発,4

Development of resonance ionization mass spectrometry of Sr isotopes, 4

宮部 昌文; 大場 正規; 赤岡 克昭; 若井田 育夫; 岩田 圭弘*; Jung, K.*; 長谷川 秀一*

Miyabe, Masabumi; Oba, Masaki; Akaoka, Katsuaki; Wakaida, Ikuo; Iwata, Yoshihiro*; Jung, K.*; Hasegawa, Shuichi*

福島第一原子力発電所事故に関わる放射能計測では、純$$beta$$崩壊核種で、$$^{90}$$Zrなどによる同重体干渉も生じる$$^{90}$$Srの計測(放射化学的分析法, ICP質量分析法)に、複雑で時間のかかる化学分離操作が求められることが問題となっている。本研究では、元素や同位体の原子構造の違いを利用して、特定同位体のみを高効率でイオン化できる多段階共鳴イオン化法と、イオンを長時間捕捉することで高感度な計測が可能なイオントラップ計測法を組み合わせることで、迅速かつ高感度な$$^{90}$$Sr分析法の開発を目指している。本報告では、これまでに選定した3段階電離スキームのほかに、電離効率や同位体選択性の高いスキームが存在しないかどうかを探るため、収束するイオン準位が異なる自動電離リドベルグ状態を、連続発振独立コア励起法という特殊な方法を用いて観測することを試みた。その結果、イオンの5$$p_{1/2}$$,5$$p_{3/2}$$準位に収束する自動電離リドベルグ系列の詳細な準位構造を初めて明らかにすることができた。

For the radioactivity evaluation regarding to the accident of TEPCO Fukushima Daiichi Nuclear Power Station, time-consuming and skills-required sample pretreatments for $$^{90}$$Sr analysis (radiometric or ICP-MS analyses) is serious issue. We are developing a ultra-sensitive and rapid analytical technique for $$^{90}$$Sr by combining resonance ionization spectroscopy, in which only the atoms of specific isotope can be ionized using the slight difference in level energy, and ion trap technique, in which only the ions of specific isotope can be trapped for a long duration to observe them with high sensitivity. In this study, we applied a continuous-wave isolated-core excitation technique (cw-ICE) for the first time to search for highly efficient and isotope-selective ionization schemes, especially for the Rydberg series converging to the 5$$p_{1/2,3/2}$$ ionic levels, of which information is quite scarce. As a result, we have revealed a detailed level-structure of autoionizing 5$$p_{1/2,3/2}$$(nl) series of Sr atoms.

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