ICP-MS/MSを用いたSmの合理的な分析技術開発

Development of rational analytical technique of Sm by ICP-MS/MS

堀田 拓摩 ; 秋元 友寿*; Do, V. K.  

Horita, Takuma; Akimoto, Yuji*; Do, V. K.

サマリウム-151 (Sm)は、半減期が約90年の線放出核種(核種)で従来は線測定により分析されている。種々の線源が混在する試料の線測定では、他の核種の分離操作が必要であるが、その分離操作が煩雑であり長時間かかることが課題である。そこで、二つの四重極とその間にコリジョン・リアクションセル(CRC)を装備したタンデム型誘導結合プラズマ質量分析装置(ICP-MS/MS)による、合理的なSm分析技術を開発している。質量分析では同重体(ユウロピウム-151 (Eu))などの分離を要するが、分離対象が少なく短時間測定が可能である。さらに、CRCへ導入する反応ガスに対する測定核種および同重体の反応性の違いを利用した同重体分離測定が可能である。種々の反応ガスとのSmおよびEuの反応性を確認し、EuからのSm分離測定条件について検討した。その結果、NHガスを用いた際に、m/Zが16増えた分子イオンの生成挙動にSmとEuで差が確認できた。この反応性の差により、EuからのSm分離測定条件について見出すことができた。

Samarium-151(Sm) can be measured by liquid scintillation counting (LSC) or inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). While the former method requires a complete radiochemical separation, the latter one must solve the isobaric interference from Europium-151 (Eu). In this study, we have been developing an analytical technique for Sm by ICP-tandem MS(ICP-MS/MS). The recent advances of MS/MS mode with a collision/reaction cell in mass spectrometry may enable sufficient removal of the mass spectroscopic interferences. Moreover, compared to LSC, ICP-MS is more rapid and more selective, and thus, it can simplify pretreatment process. As preliminary experiments, the selection of reaction gas for the separation of Sm from Eu were examined by checking the product ions of Sm and Eu produced by reactions with the various gases (H, O, NH, and NO). Our obtained data showed that in the reaction with NH, Sm formed a product ion at mass shift of 16, while the reaction tendency of Eu is different. Accordingly, the counts of Sm and Eu at the mass shift of 16 were 9842 [cps/g/L] and 162 [cps/g/L], respectively. The difference in reactivity of Sm and Eu to NH gas can reduce interference of the Eu to the measurement of Sm.