高レベル放射性廃棄物中のZr-93迅速分析に向けたLA-ICP-MSによる固体試料中Zr同位体測定法の開発

Development of a quantification method for Zr isotopes in solid samples by LA-ICP-MS for rapid analysis of Zr-93 in high-level radioactive wastes

森井 志織  ; 蓬田 匠   ; 浅井 志保*; 大内 和希  ; 岡 壽崇   ; 北辻 章浩  

Morii, Shiori; Yomogida, Takumi; Asai, Shiho*; Ouchi, Kazuki; Oka, Toshitaka; Kitatsuji, Yoshihiro

高レベル放射性廃棄物(HLW)等の処分時の安全評価対象核種のひとつであるZr-93のICP-MS定量分析をより迅速化する手法として、Zrを選択的に固相抽出した試料をそのままレーザーアブレーション(LA)してICP-MSで定量分析する技術開発を行った。DGAレジンにZrのみを吸着させる新規Zr固体試料調製法により、試料調製時間を従来よりも大幅に短縮した。Zr固体試料をLA-ICP-MS測定するための最適なレーザー照射条件を検討した。開発した手法をHLW模擬試料中のZr同位体定量に適用した結果、IDMSにより求めた同位体定量値は試料の元素濃度から求めた含有量と不確かさの範囲で一致したため、実際の放射性廃棄物試料中のZr-93についても同様の手順で定量できる見込みを得た。

Rapid analytical method for the determination of Zr-93 in radioactive wastes has been developed. Laser ablation (LA)-ICP-MS was applied to the analysis of Zr isotopes in simulated high-level radioactive waste (HLW). Sample preparation time was dramatically reduced by using a DGA resin as the adsorbent for Zr. Direct quantification of Zr isotopes in this resin sample was carried out by LA-ICP-MS. Laser settings were optimized to obtain a reliable isotope ratio of the sample by LA-ICP-MS. Quantification of Zr isotopes in the simulated HLW solution by isotope dilution mass spectrometry (IDMS) was examined. The amount of Zr-90 in the sample obtained by IDMS corresponded to a value calculated from the given concentration of Zr in the sample within uncertainty. Thus, this method can be applied for the quantification of Zr-93 in radioactive wastes.