光核反応によるハフニウム中のジルコニウムの放射化分析

抄録

ジルコニア,ハフニアおよび両者の混合物を日本原子力研究所の電子線型加速器で得られる最大エネルギーが20 MeVのγ線により1時間照射し,光核反応を利用してハフニウム中に含まれるジルコニウムを非破壊分析する方法を確立した。
ジルコニウムについては⁹⁰Zr(γ, n)^89m,89Zrを,ハフニウムについては¹⁷⁴Hf(γ, n)¹⁷³Hf, ¹⁷⁶Hf(γ, n)¹⁷⁵Hf,および¹⁸⁰Hf(γ, γ)¹⁸⁰Hfを主反応として確認したが,混合試料を照射後3～4日間冷却して比較的短寿命種の減衰を待つとおもな残留核は⁸⁹Zrおよび¹⁷⁵Hfとなるので,前者の0.913 MeVおよび後者の0.343 MeVの光電ピーク強度を測定して,ハフニウムをγ線束強度の内部モニターとするジルコニウムの定量法とした。バフニア100mgにジルコニアを10.8μg～2.2mgにわたって変化させで添加,均一に混合した試料を照射し, 4日間冷却してから放射能計数率比, R_A=⁸⁹Zr(cpm, 0.913 MeV)/¹⁷⁵Hf(cpm, 0.343 MeV)を求めて照射終了時の値に換算し,これと混合重量比, Rw=ZrO₂/HfO₂との関係を求めたところRw=(9.4₉×0.8₄)×10^-3R_A0で示される比例関係が得られた。実試料の分析にあたっては照射および測定の条件を混合試料のものと同一にしてR_A0を求めればRwを知ることができ,本法でハフニウム中の数10 ppmまでのジルコニウムを非破壊定量できる。