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質量分析イメージングの効率化を支援するソフトウェアの開発

Development of software to support the efficiency of mass spectrometric imaging

柳澤 華代; 横田 裕海; 松枝 誠   ; 石庭 寛子*; 藤本 勝成*; 高貝 慶隆*

Yanagisawa, Kayo; Yokota, Hiromi; Matsueda, Makoto; Ishiniwa, Hiroko*; Fujimoto, Katsushige*; Takagai, Yoshitaka*

燃料デブリは核燃料や制御棒、原子炉構造材が不均一に混合し、冷え固まったものと考えられており、その組成(元素・同位体)や分布を把握することは燃料デブリ取り出し後の保管・処理・処分方法を策定する上で極めて重要である。レーザーアブレーション-誘導結合プラズマ質量分析法(LA-ICP-MS)を用いた質量分析イメージングは、10-100$$mu$$mの空間分解能で10$$^{-4}$$-10$$^{-1}$$$$mu$$g/gレベルの元素および同位体の分布を視覚化できるため、先述の燃料デブリ分析に有用である。しかし、測定点が多いとデータ量は膨大となり、手動処理には多大な時間と労力を要する。そこで、本研究では罰則項付き非対称最小二乗法を用いたピーク自動検出法を開発するとともに、LA-ICP-MSのデータ処理を自動化し、直感的に操作可能なGUIを構築した。

Fuel debris is considered a heterogeneous mixture of nuclear fuel, control rods and reactor structural materials that has cooled and solidified, and it is important to understand its composition (elements and isotopes) and distribution to formulate storage, treatment and disposal methods after fuel debris removal. Mass spectrometric imaging using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) is useful for the aforementioned fuel debris analysis because it can visualise the distribution of elements and isotopes at the 10$$^{-4}$$ - 10$$^{-1}$$ $$mu$$g/g level with a spatial resolution of 10-100 $$mu$$m. However, the number of data is enormous when the number of measurement points is large. In this study, an automatic peak detection method using the asymmetric least squares method with a penalty term was developed, data processing for LA-ICP-MS was automated and an intuitive GUI was constructed.

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