原子力関連分野におけるSIMSの活用; 保障措置を目的とした環境試料中の核燃料物質を含む微粒子の同位体組成分析

Utilization of Secondary mass spectrometry (SIMS) in nuclear-related fields; Isotopic composition analysis of micron sized nuclear particles for nuclear safeguards

富田 涼平 ; 富田 純平  ; 鈴木 大輔   ; 安田 健一郎   ; 宮本 ユタカ   

Tomita, Ryohei; Tomita, Jumpei; Suzuki, Daisuke; Yasuda, Kenichiro; Miyamoto, Yutaka

原子力関連分野における二次イオン質量分析(SIMS)装置の利用法の一つとして、保障措置を目的とした環境試料中の核燃料物質を含む微粒子の同位体組成分析が挙げられる。IAEAは、原子力施設内に立入査察を行った際、施設の壁や床から採取した拭き取り試料(保障措置環境試料)に含まれるウラン微小粒子の同位体組成を分析することで、未申告の原子力活動が行われていないことを確認している。試料の分析はIAEAが認定したネットワーク分析所で行われ、我々の研究グループでは、試料分析・結果報告を行いつつ、分析の課題克服や極微量分析技術の開発を進めている。本講演ではIAEAのネットワーク分析所の一つである原子力機構高度環境分析研究棟(CLEAR)における我々の分析活動や、IAEA保障措置環境試料中の極微量核物質の分析技術について紹介する。さらには、SIMSによる粒子分析技術において、これまでに得られた開発成果をIAEA試料分析に対してどのように応用しているのかについても紹介する。

We are applying a secondary ion mass spectrometer (SIMS) to measure the isotopic composition of micron-sized nuclear particles in environmental samples for safeguards purposes. International Atomic Energy Agency (IAEA) collects swipe samples taken from the walls and floors of nuclear facilities through on-site inspections, and analyzes uranium isotopic composition of these samples for confirming the absence of undeclared nuclear activity. As a member of IAEA network analytical laboratories (NWALs), our research group has not only reported the analytical results of isotopic composition of U and Pu in the inspection samples to IAEA, but also has been developed analytical techniques to precisely and accurately measure the isotopic composition of nuclear materials on the IAEA swipe samples. Our analytical activity at Clean Laboratory for Environmental Analysis and Research (CLEAR) in JAEA, and analytical techniques using SIMS are introduced.