レーザー共鳴イオン化を用いた希ガス不純物測定

岩田 圭弘; 関谷 洋之*; 伊藤 主税

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レーザー共鳴イオン化質量分析法をベースとした高速炉用タギング法破損燃料位置検出(FFDL)システムを実用化する上で、(1)真空紫外(VUV)光の1光子励起によるクリプトン(Kr)及びキセノン(Xe)共鳴イオン化効率の向上、(2)レーザーシステムの安定化操作性向上の2点が必要不可欠である。(1), (2)に関連した研究として、東京大学宇宙線研究所と共同でXeガスに不純物として含まれるラドン(Rn)の除去、及び濃度pptレベルKr分析に関する研究を行っている。Rn除去では、希ガス元素の中で共鳴励起波長が最も長いRnについて共鳴イオン化用VUVレーザーを開発し、VUV光生成技術をKr及びXeに適用する計画を立てている。Kr定量分析では、分析精度向上に直結するレーザー波長出力安定化を目的とした光学系開発を行っており、上記(2)につながるものである。発表では、Rn除去について高効率な共鳴イオン化に必要となる真空紫外レーザーの開発、及び空気中に含まれるRnを用いた共鳴イオン化実験の現状を説明する。また、Xeガス中のKr定量分析について濃度pptレベルの検出が可能であることを実証し、従来の大気圧イオン化質量分析と比較したメリットを述べる。