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粒子状プルトニウムの精製時期推定のためのアメリシウム$$alpha$$線測定法の検討

Feasibility study of americium estimation method by alpha-ray measurement for age dating of individual plutonium particles

安田 健一郎   ; 鈴木 大輔   ; 金澤 和仁; 宮本 ユタカ   ; 江坂 文孝  ; 間柄 正明  

Yasuda, Kenichiro; Suzuki, Daisuke; Kanazawa, Kazuhito; Miyamoto, Yutaka; Esaka, Fumitaka; Magara, Masaaki

原子力機構では、原子力施設等における未申告活動を検知する手段の一つとして、保障措置環境試料分析手法を開発している。その一環として、TIMSに連続昇温法を適用し、粒子中核物質の同位体組成分析法を確立した。プルトニウム含有粒子をTIMS測定する際、事前の$$alpha$$線測定で$$^{241}$$Pu由来の$$^{241}$$Amを定量できれば、化学分離なしにプルトニウム精製時期の推定が可能となる。これまでに、直径1$$mu$$m未満の粒子について測定し良好な結果が得られているが、直径3$$mu$$mを超える粒子では$$alpha$$線スペクトルのエネルギー分解能が悪く、定量性に課題が残った。これまでの発表では、粒子を溶解することで解決したが、その後のTIMS測定時、連続昇温による元素弁別効果が低減するなど新たな問題が明らかとなった。今回、精製時期が既知のプルトニウム同位体標準物質の粒子を$$alpha$$線測定し、エネルギー分解能の悪化による精製時期推定への影響を評価した。

We are applying a screening technique with alpha-ray measurement to the analysis of particles containing nuclear materials in swipe samples. In the present study, individual plutonium particles with known purification dates prepared from a standard reference material (NBS SRM947) were measured with alpha-ray spectrometry. The obtained ($$^{241}$$Am+$$^{238}$$Pu)/$$^{239+240}$$Pu activity ratios for the particles with the diameters of less than 2 micrometers were consistent with the reference values within the uncertainties. These results indicate that alpha spectrometry can be applied to the quantitative analysis of $$^{241}$$Am in individual plutonium particles.

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