Doppler-free ablation fluorescence spectroscopy of Ca for high-resolution remote isotopic analysis

宮部 昌文; 加藤 政明*; 長谷川 秀一*

Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 38(2), p.347 - 358, 2023/02

https://doi.org/10.1039/D2JA00304J

同位体シフトの小さい核種の遠隔核種分析法を開発するために、レーザーアブレーションプルームを用いてCaのドップラーフリー蛍光分光を行った。2台の外部共振器半導体レーザーから対向伝搬するレーザー光をコンクリートのアブレーションプルームに照射し、S P Dの2段階共鳴励起スキームにより、基底状態のCa原子をD状態まで励起させた。その後、D状態からP状態への緩和を伴う蛍光スペクトルを測定した。ヘリウムガス圧70Paでアブレーション後1msの遅延で測定したスペクトルの線幅は70MHz以下であり、ドップラー広がりのある蛍光スペクトルの線幅の約1/30であることがわかった。また、アブレーションから観測までの時間間隔が600マイクロ秒以下の場合には、蛍光スペクトルに幅の広いガウス型のペデスタルが観測され、これは衝突により速度が変化した原子に起因することがわかった。さらに、様々なガス圧で測定したスペクトルから、2段目のP D遷移の圧力拡がり係数を46.0MHz/torrと決定した。天然に存在する3種類のCa同位体(Ca, Ca, Ca)の蛍光信号を用いて、検量線の直線性,検出限界,測定精度などの分析性能を評価し、同位体存在比の検出限界が、バックグラウンドの3基準から0.09%と推定された。これらの結果は、この分光法が同位体シフトの小さな核種の遠隔核種分析に有望であることを示唆している。

Construction of a laser Compton scattered photon source at cERL

永井 良治; 羽島 良一; 森 道昭; 静間 俊行; 赤木 智哉*; 本田 洋介*; 小菅 淳*; 浦川 順治*

Proceedings of 5th International Particle Accelerator Conference (IPAC '14) (Internet), p.1940 - 1942, 2014/07

http://accelconf.web.cern.ch/AccelConf/IPAC2014/papers/wepro003.pdf

レーザーコンプトン散乱(LCS)による高強度線源のために必要とされる加速器技術およびレーザー技術の実証のために、LCS光源とその周辺装置を高エネルギー加速器研究機構のコンパクトERL(cERL)に建設中である。エネルギー回収方リニアック(ERL)の電子ビームによるLCS光源は核種を同定するための非破壊検査システムのキーテクノロジーである。LCS光源とその周辺装置はモードロックファイバーレーザー、レーザー増倍共振器、ビームライン、実験室から成る。そのLCS光源の調整運転は2015年2月に開始される予定である。

屋外器材ピット(Bピット)内廃棄物取出し作業に係わる放射線管理について

伊東 康久; 野田 喜美雄; 菊地 正行; 石川 久

JNC TN8410 2001-018, 67 Pages, 2001/04

JNC-TN8410-2001-018.pdf:2.96MB

プルトニウム燃料工場屋外器材ピット(Bピット)(以下「Bピット」という。)の廃棄物取出し作業は、平成9年9月、安全総点検において確認事項として摘出し、一般作業計画により平成10年6月8日から開始された。平成10年6月25日、廃棄物整理作業中、廃棄物中に放射能汚染物を発見し、さらに、作業者3名の作業衣及び靴底等にも汚染が検出された。作業者の身体サーベイ、鼻スミヤの結果、また、肺モニタ及び精密型全身カウンタでの測定の結果、皮膚汚染はなく内部被ばくもなかった。発見された汚染物等について、核種分析測定を実施したところ、プルトニウムによる汚染と判明した。その後、Bピット内の放射線モニタリングを実施し、廃棄物表面から有意な値(放射能:8.210-3Bq/cm2、放射能:1.210-2Bq/cm2)を検出したことから当該廃棄物について、核種分析測定を実施したところ、プルトニウムを確認した。なお、廃棄物周辺の線量当量率、空気中放射性物質濃度については検出下限値未満であった。上述のとおりピット内に保管されていた廃棄物の一部の表面に汚染が検出されたため、6月25日にテントハウス内を一時管理区域に設定し、ピットからの汚染拡大防止策として、ピット上部をビニルシート及び防炎シートにて密封した。その後の廃棄物取出し作業は、ピット上部に作業囲いを設置し、作業囲い内にグリーンハウス(以下「GH」という)を3段(GH-1.2.3、ピットはGH-1内)設置して、特殊放射線作業で実施した。作業区域の空気中放射性物質濃度の管理は、GH-1内を連続監視ができるようにダストモニタを設置し、その他についてはエアスニッファを設置して実施した。線量当量率、表面密度の管理は、定点を定め測定した。また、ピット内は第2種酸素欠乏危険場所として指定し、有毒ガス及び酸素濃度の管理が行われた。作業は防護装備を全面マスク及びタイベックスーツ並びに保護手袋着用とし、3名/班で実施された。作業中、毎日GH-1.2.3内の放射線状況を確認し作業者へ周知してきた。放射線状況は全て検出下限値未満であった。廃棄物取出し作業は平成10年11月中旬に終了し、ピット内の清掃後、平成10年12月初旬からピット内の汚染検査及び一時管理区域解除の為の処置を実施して、平成11年1月13日に屋外器材ピット(Bピット)の一時管理区域を解除した。取

光ファイバ検出器を用いた放射性腐食生成物挙動の高精度測定法の開発

住野 公造; 青山 卓史; 江本 武彦

PNC TN9410 96-233, 27 Pages, 1996/08

PNC-TN9410-96-233.pdf:0.96MB

高速炉プラントにおける放射性腐食生成物(CP)の1次冷却系内の移行挙動を精度よく把握することは,プラントの保守・点検や補修作業時の放射線被ばくを低減させる上で極めて重要である。このため,高速実験炉「常陽」では,定期検査ごとに主要な被ばく源である^60Co,^54Mn等のCP核種の機器・配管への付着密度とそれによる線量率分布の測定を実施している。本測定に,近年実用化が進んでいるプラスチック・シンチレーション光ファイバ(PSF)検出器を適用し,その特性を活かすことにより高精度で迅速に測定できる手法を開発した。本開発では,検出感度に関しては,「常陽」実機の放射線場でも有効にPSFを使用できるように,ファイバ素子の太さや本数を変えて検出感度を調整した数種類のファイバを製作し,約0.0110mSv/hまでのワイドアレンジで測定できるように改良した。また,ポジション・センシティブな検出器としてのPSFの特徴を最大限に活用できるようにするため,応答関数を用いた逐次近似法によるアンフォールディング技術を適用し,高速炉の1次冷却系の線量率分布のような微細な空間分布測定にも適用可能な感度範囲と高い位置分解能を得るようにした。本測定手法を用いて,「常陽」1次冷却系の線量率の測定を行い,従来の熱蛍光線量計(TLD)による測定との比較を行った。この結果,測定値取得までの所要時間をTLDの約2日から数分間に短縮すると同時に,高分解能の連続的な空間線量率分布として測定することができ,高速炉プラントのCP挙動測定の高精度化と迅速化を実現した。

保障措置環境サンプリングに係わる分析技術について(1),(2)

渡部 和男

核物質管理センターニュース, 25,26(12,1), p.5 - 6, 1996/00

保障措置のための環境サンプリング手段のうち特に重要な超微量分析技術について概説した。保障措置サンプリング手段は、未申告の原子力活動を検知するうえで、非常に有効な手段の一つである。原子力施設内外の環境試料を採取し、そこに含有する核種の組成、同位体比等を精密に測定することにより、その施設での原子力活動が推定できる。本概説では、一般的に分析される対象核種、その定量法について簡単に述べた。

Mathematicaによる大気拡散の視覚化

篠原 邦彦

PNC TN9410 92-339, 47 Pages, 1992/11

PNC-TN9410-92-339.pdf:18.25MB

原子力施設から大気放出される放射性核種による環境線量を計算するためには、まず大気中濃度を求めることが必要である。この計算のためには、ガウス型拡散式が最も一般的に用いられている。ANDOSE、ORION-II等の計算コードが、ガウス型拡散式を応用して開発されており、気象データとともに環境線量評価に用いられている。しかしながら、最終的数値解のみならず、拡散式により求められる濃度計算結果を視覚化して表すことにより、拡散計算結果の正しい理解とともに、特に環境評価の初心者にとって学習の大きな助けとなる。ここでは、Mathematicaを用いて、いくつかのケースについてガウス型拡散式による大気中濃度及び大気中から地表面への沈着率の計算結果を視覚的にまとめた。本レポートの大部分の文章及びグラフィックスは、MathematicaのNote Bookを直接出力したものである。

コンプトン・シールドNaI(Tl)検出器を用いたアンチコンプトン型Ge(Li)線スペクトロメータの製作とその低レベル計測への応用

東條 隆夫; 近藤 眞

JAERI-M 6555, 45 Pages, 1976/05

JAERI-M-6555.pdf:1.77MB

低レベルの放射性核種分析および集束線測定による複雑なエネルギー・スペクトルを有する高レベル線源の核種分析を目的として、アンチコンプトンNaI(Ti)検出器を用いたコンプトン・スペクトル抑制型Ge(Li)線スペクトロメータを試作した。本レポートにはこのスペクトロメータの基礎的動作特性と低レベル試料測定への応用結果が述べられている。使用した検出部は2KeVのFWHMと10%の相対効率を有するGe(Li)検出器と8in.Dia.8in.Longのアニュラス型および3in.Dia.3in,thickのアンチコンプトンNaI(Ti)検出器によって構成されている。Csに対するコンプトン・スペクトルに抑制因子としては4以上の値が得られ、自然バックグランドはシングル・スペクトの半分以下になる結果が得られた。Cs、CoおよびCeに対する検出限界壊変率としてはそれぞれ、5.8、17.1、および33.5dpmが得られた(50%誤差、1000分計測)。

放射線分析方法、放射線分析装置、放射線検出器

冠城 雅晃

島添 健次*

特願 2022-555593  公開特許公報

高線量下においても放射線検出器で得られたエネルギースペクトルの解析によって試料の分析を高精度で行う。 この放射線分析方法においては、まず、試料のスペクトル(実測スペクトル)が放射線検出器によって測定される(試料測定工程:S1)。ここではシンチレータとして異なる大きさのものが複数種類、遮蔽体として異なる厚さのものが複数種類用いられ、各条件(設定条件)毎に実測スペクトルが得られる。次に、参照用線源に対して、前記同様の測定が行われる(参照用線源測定工程:S2)。次に、参照用線源測定工程(S2)で得られた参照スペクトルから、前記のように実測スペクトル中における背景核種(137CS)に起因する成分である背景核種起因成分を推定する(背景核種起因成分推定工程:S3)。次に、実測スペクトルと背景核種起因成分との差分となる補正後スペクトルが算出される(補正後スペクトル算出工程:S4)。

東京電力福島第一発電所事故におけるセシウムの化学的挙動に関する検討,12; 1号機原子炉格納容器で採取された試料の核種分析

森下 一喜; 大西 貴士; 前田 宏治; 溝上 暢人*; 伊東 賢一*; 溝上 伸也*

no journal, , 

福島第一原子力発電所1号機格納容器内から採取された堆積物を硝酸に浸漬して得られた溶液の分析を実施した。その結果、これまでに報告されている堆積物の分析結果と類似傾向にあることを確認した。また、堆積物には微量のPu, Am, Cm等も含まれていることがわかった。

ANNRIにおける次世代非破壊元素分析法

藤 暢輔

no journal, , 

J-PARCの物質・生命科学実験施設(MLF)のBL04に設置された中性子核反応測定装置(ANNRI)においてパルス中性子を用いた多重即発線分析法(TOF-PGA)の研究開発を実施してきた。本発表では、同手法の特長を従来法との比較によって解説するとともに、同手法を放射性核種を含む白金族試料に適用し、その分析可能性について検討した結果について報告する。Tc-99とPd-107を含む白金族試料を模擬した試料を測定し、それらの鮮明なピークを確認できた。Tc-99とPd-107は他の多くの放射性核種に比べて同定と定量が困難であるが、ANNRIにおけるTOF-PGAでは高確度な測定が可能であることを示唆する結果を得た。また、白金族元素についてもTOF-PGAにおいて明瞭なピークを確認することができた。