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マイクロサンプリング-顕微ラマン分光法によるサブミクロンサイズのウラン微粒子の化学状態分析

Micro-Raman spectroscopy combined with micro-sampling for chemical state analysis of individual uranium particles with sub-micrometer size

蓬田 匠   ; 江坂 文孝  ; 宮本 ユタカ   

Yomogida, Takumi; Esaka, Fumitaka; Miyamoto, Yutaka

原子力施設で採取された環境試料中に含まれるウラン微粒子の化学状態は、各施設で行われた原子力活動を推定するために重要な情報を持つ。しかし、環境試料中に含まれるウラン微粒子の中には、その粒形が1$$mu$$m以下と極めて小さいものが存在する。そこで本研究では、サブミクロンサイズのウラン微粒子を検出し、その化学状態を分析する方法として、マイクロサンプリングと顕微ラマン分光法を組み合わせた分析手順について検討を行った。X線分析によりウラン微粒子を検出した後、マイクロマニピュレータによりウラン微粒子を印の付いた別の基板へと移送し、光学顕微鏡で判別して顕微ラマン分光測定を試みた。測定時のレーザー出力を最適化して1$$mu$$m以下のUO$$_{2}$$およびU$$_{3}$$O$$_{8}$$微粒子の測定を行った結果、それぞれの構造に由来するラマンピークを検出でき、サブミクロンサイズのウラン微粒子の化学形を判別することができた。

Identification of the chemical forms of individual uranium particles in environmental samples is important tool for deducing the nuclear activity at nuclear facilities. However, there are few reports on the chemical state analysis of sub-micron sized uranium particles. In this study, micro-sampling and micro-Raman spectroscopy were applied in combination to analyze uranium particles with sub-micrometer size. As a result, the chemical form of individual uranium particles with sub-micrometer size can be analyzed non-destructively thanks to the optimization of the laser power at a micro-Raman measurement.

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