多孔質シリカを母材とする模擬ウラン粒子の作成とLG-SIMS法による同位体比測定

Preparation of uranium particles made from porous silicon particle and measurement of isotopic ratio by LG-SIMS

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

ウラン粒子の同位体比を大型二次イオン質量分析装置(LG-SIMS)で測定するには、同位体比が保証されたウラン標準粒子が必要である。我々は、以前に多孔質シリカ粒子に同位体比標準溶液を浸透させる含侵法を考案し、ウランを含む模擬粒子を簡便な方法で作成することを可能にした。本研究では、標準粒子に近い性能を持つ模擬粒子を目標とし、粒子1個あたり数pgのウランを含む模擬粒子の作成を試みた。得られた模擬粒子の同位体比をLG-SIMSによって測定し、模擬粒子の同位体組成の正確さや精度、母材が測定結果へ与える影響を評価した。作成した全ての模擬粒子はUの存在度(atom%)の標準誤差(2:約0.3%)の範囲で保証値と一致したが、保証値に対して系統的に約0.1%高い値を示した。また、模擬粒子の測定結果から求めた質量差別効果の補正係数はU100粒子から求めた補正係数と不確かさの範囲で一致しなかった。模擬粒子はU100と同等の正確さと精度を示したが、シリカを主成分とする模擬粒子は帯電しやすいといった違いがあり、これらが同位体差別効果を通してLG-SIMS法の測定結果に影響する可能性が示された。

Uranium standard particles are necessary to calibrate instruments and mass bias effect for analyzing isotopic ratio of uranium particles in secondary ion mass spectrometry (SIMS). In this study, we tried to make uranium particles which contain several picograms of uranium from porous silicon particles and solution of uranium standard powder (CRM U100). Quality of handmade uranium particles were evaluated by isotopic ratio analysis by Large Geometry (LG)-SIMS and mass bias factor calculated from handmade particles compared with the factor calculated from U100 particles. U atom% of handmade particles agreed with certified value of U100 within standard error (2). However, mass bias factor calculated from handmade particles disagreed with the factor calculated from U100 particles. It is possible that electrification and uranium chemical form of handmade particles affect mass bias effect.