福島第一原子力発電所の廃炉に向けた飛行時間型ICP質量分析計による超微粒子分析法の開発

抄録

福島第一原子力発電所からは、気体、微粒子(固体)、イオン(溶存形態)など、様々な化学形態で放射性物質が放出されている。この中で超微粒子(粒径1 µm以下の粒子)は、異なる挙動をとり、超微粒子の動態を調べることで、放射性物質の拡散機構に関する新しい知見が得られる。そこで本研究では、飛行時間型質量分析計を組み合わせたICP-MS法(ICP-TOF-MS法)を用い、超微粒子の個別の元素組成を高速で計測する分析手法の開発を試みた。本研究で用いたICP-TOF-MS装置(TOFWERK社製icp TOF R)は原子炉材であるステンレス合金に含まれるFeや燃料被覆管に含まれるZrに関しては高感度検出が可能である一方で、制御棒の主要構成であるBなどの軽元素に対して透過効率の低下が顕著であるという問題があった。本発表ではBの透過効率を改善するために分析条件(主としてイオンレンズ動作条件)の最適化を図り、B, Fe, Zrを主成分とする模擬デブリ粒子の個別元素分析を行った結果について紹介する。