Realization of ultra-sensitive in-situ isotope ratio analysis of nuclear fuel materials by visualizing laser plasma behavior

• Project/Area Number: 24K01406
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 31010:Nuclear engineering-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: 岩田 圭弘 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島廃炉安全工学研究所 廃炉環境国際共同研究センター, 研究副主幹 (20568191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮部 昌文 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島廃炉安全工学研究所 廃炉環境国際共同研究センター, 研究職 (20354863) ; 寺林 稜平 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (10870272) ; 長谷川 秀一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90262047)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000); Fiscal Year 2026: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2025: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: レーザープラズマ / ウラン同位体比 / 可視化 / 共鳴蛍光 / レーザー分光

Outline of Research at the Start

近年、原子力分野において核物質の平和利用を担保する目的で、ウラン同位体比のその場分析が重要視されている。本研究では、パルスレーザー光を固体試料に照射して生成するプラズマ発光の時間・空間的な挙動を詳細に評価し、プラズマに2本の連続波レーザー光を照射してウラン原子の共鳴蛍光を観測する新しいレーザー分光手法を開発することで、天然ウラン試料に対するその場同位体比分析の実現を目指す。