Development of an ultra compact device using liquid electrode plasma for radioactive element analysis

液体電極プラズマを利用した放射性元素分析のための超小型分析デバイスの開発

Do, V. K.  ; 山本 昌彦   ; 田口 茂郎 ; 久野 剛彦 ; 駿河谷 直樹 ; 高村 禅*

Do, V. K.; Yamamoto, Masahiko; Taguchi, Shigeo; Kuno, Takehiko; Surugaya, Naoki; Takamura, Yuzuru*

廃止措置の過程で発生する廃棄物の処分には、放射性元素の分析が必要不可欠である。現在、元素分析にはICP-AESが広く使用されているが、この方法は大容量電源やプラズマガスを必要とし、遮蔽セルやグローブボックス内においてメンテナンス作業等に課題がある。本件ではマイクロ流路内における放電で発生する液体電極プラズマ(LEP)に着目した。これは、導入ガスが不要で小電力でも発生可能であるため、装置を大幅に小型化することができる。さらに、発光分析の励起源として使用すれば、分析に関わる廃液発生量もLレベルにまで低減するができる。本件では、LEPを利用し、放射性物質分析のための超小型分析デバイスを開発した。本発表では、実施したCs、Srの分析結果を紹介する。

Commercial ICP AES is often applied for analysis of radioactive nuclides present in the waste stream. However, the instrument is bulky with auxiliary equipment. Consequently, it is difficult to maintain or replace those instruments in a shielded cell or a glove box. A novel liquid electrode plasma (LEP) would be a suitable option instead of ICP. LEP is compact to be easily installed, maintained and operated in a shielded cell or a glove box because the method does not require plasma gas, a nebulizer or large power supply. LEP allows only L-level waste emission due to the use of microchannel. In the study, we utilized LEP as an excitation source for analysis of radioactive nuclides. The newly installed instrument was characterized by determining cesium and strontium in a highly active waste simulated sample. The obtained result is promising for further application of LEP in the field of radiochemical analysis.