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口頭

過酷事故炉を対象とした迅速遠隔分析技術開発,5; 最小二乗法を用いたスペクトル解析技術

赤岡 克昭; 大場 正規; 宮部 昌文; 若井田 育夫

no journal, , 

レーザーブレークダウン発光分光を用いた定量分析においては、得られるスペクトルの同定や解析に多くの労力を要する。更に、過酷事故炉で発生した燃料デブリ等の分析においては核燃料物質や核分裂生成物の他に、鉄やジルコニウム等の構造材等が含まれることから、より複雑な解析が求められる。そこで、特定のスペクトル同定や個別解析を要しない評価手法としてスペクトルを固有スペクトルの線形和で最小二乗近似する手法を導入し、その線形係数から組成成分の定量化を試みた。その結果、個別のスペクトル解析を要することなく、得られた線形係数から直線性の高い検量線が得られること、未知濃度のスペクトル推定も可能であることを明らかにした。

口頭

オートフォーカスによるLIBSスペクトルの安定性の評価

赤岡 克昭; 大場 正規; 宮部 昌文; 若井田 育夫

no journal, , 

レーザーブレークダウン発光分光を用いた元素の分析では、レーザー光自身の強度の変動や試料表面の凹凸、それに対するレーザー光の集光状態によってスペクトル強度が変化する。このスペクトル強度の不安定性は定量分析の精度に影響を与える。このようなスペクトル強度の不安定性を低減するために、試料の異なる位置にレーザー光を照射し、繰返し測定することにより統計的に誤差を小さくして測定精度を上げている。この様に試料の異なる位置に照射させた場合には、集光レンズと試料との距離の変化や試料そのものの凹凸によるレーザー光の試料に対する焦点位置が変化する。このことは試料に対するレーザー光の照射エネルギー密度を変化させ、さらにスペクトル強度を変化させる。そこで、我々は、このような焦点位置の変化に伴うスペクトル強度の不安定性を低減するために市販のオートフォーカスシステムを用いてLIBSスペクトルの安定性について評価した。その結果、試料の高低差がレイリー長に比べて十分大きい場合には、オートフォーカスシステムを用いることにより、LIBS測定の際の相対的なスペクトル強度の変動を1/2程度に抑えられることがわかった。

口頭

過酷事故炉を対象とした迅速遠隔分析技術開発,3-1; レーザー誘起ブレークダウン発光分光法の粉体への適用

赤岡 克昭; 大場 正規; 宮部 昌文; 若井田 育夫

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所事故で損傷炉内外に発生した燃料デブリや不明物などを遠隔で迅速な組成分析するためにレーザー誘起ブレークダウン発光分光(LIBS)法の研究開発を行っている。LIBSでは繰返し測定を行うことにより測定精度を高めることができるが、炉外に存在する粉体や泥体などの様々な形態の物質に対して十分な繰返し測定を行うためには、固形化や液体化するなどの前処理が必要になる。しかし、このような前処理は、LIBSの特徴の一つである迅速性を損なう。そこで、ワセリンに粉体を塗擦することにより固着化し、繰り返し測定を試みた。その結果、粉末試料においても定量測定が十分可能である通算ショット回数で1000回以上を達成できた。

口頭

過酷事故炉を対象とした迅速遠隔分析技術開発,4-3;レーザー誘起ブレークダウン発光分光法のフォーカス最適化による効果

赤岡 克昭; 大場 正規; 宮部 昌文; 若井田 育夫

no journal, , 

レーザーブレークダウン発光分光(Laser Induced Breakdown Spectroscopy: LIBS)を用いた元素の分析では、集光したレーザー光の焦点位置によって、発生するプラズマの温度やスペクトルの発光強度が変化する。このような不安安定性は定量分析の精度に影響を与える。そこで、我々は、このような焦点位置の変化に伴う不安定性を低減するためにフォーカスの最適化による効果について検証した。その結果、フォーカスを最適化することにより、スペクトルの変動率が最適化前の1/2に減少することがわかった。

口頭

過酷事故炉を対象とした迅速遠隔分析技術開発,5-3-2; レーザー誘起ブレークダウン発光分光法の粉体への適用

赤岡 克昭; 大場 正規; 宮部 昌文; 若井田 育夫

no journal, , 

日本原子力学会2017年春の年会でワセリンを塗布したガラスに塗擦した試料のLIBSによる測定について報告した。2018年は、より簡便な方法として、化学雑巾などで粉体を拭取った試料について試験した。その結果、十分な量があれば、拭取り試料においてもLIBSによる測定が可能であることが示された。

口頭

過酷事故炉を対象とした迅速遠隔分析技術開発,6-2; 最小二乗法を用いた模擬デブリ燃料のLIBSスペクトルの解析

赤岡 克昭; 大場 弘則; 若井田 育夫; 大内 敦*; 水迫 文樹*; 栄藤 良則*; 鳥丸 忠彦*

no journal, , 

東京電力福島第一原子力発電所事故で発生した燃料デブリやその他の放射性物質のその場分析は、廃炉措置にとって非常に重要である。そこで、レーザー誘起発光分光法(LIBS)で測定されたU・Zr・Fe混合模擬燃料デブリのスペクトルついて、U, Zr, Fe単体のスペクトルを用いた最小二乗法による解析を実施した。その結果得られた検量線及び解析スペクトルなどについて報告する。

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