高分解能ドップラーフリーアブレーション共鳴分光法による核種分析法の開発

Development of isotopic analysis based on high-resolution Doppler-free resonance excitation spectroscopy

宮部 昌文   ; 岩田 圭弘   ; 長谷川 秀一*

Miyabe, Masabumi; Iwata, Yoshihiro; Hasegawa, Shuichi*

強い放射線を出す廃炉関連物質の遠隔組成分析のために、レーザープラズマを用いた高分解能共鳴分光法の開発を行っている。本研究では、カルシウムやストロンチウムを含有する試料にYAGレーザーのパルス光を照射することで発生させたレーザープラズマに、2台の半導体レーザーの光を対向して照射することで、これらの原子を2段階共鳴励起し、レーザー誘起蛍光信号や共鳴吸収信号を観測した。これにより、波長分解能などの分光特性やレーザープラズマ内の粒子衝突に関する特性評価を行った。本研究の結果、同位体シフトの小さい核種についても遠隔分析が可能であることを実証することが出来た。

We are developing a high-resolution resonance spectroscopy method using laser plasma for remote composition analysis of decommissioning-related materials emitting intense radiation. In this study, a sample containing calcium and strontium was irradiated with pulsed light from a Nd:YAG laser to generate laser plasma. By irradiating the laser plasma with light from two diode lasers in opposite directions, these atoms were resonantly excited, and laser-induced fluorescence signal and resonance absorption signal were observed. This allowed us to characterize spectral properties such as wavelength resolution and particle collisions in the laser plasma. As a result of this study, we demonstrated that remote analysis can be performed even for isotopes with small isotope shifts.