|
高速炉の破損燃料位置検出手法として、レーザー共鳴イオン化質量分析法を用いたクリプトン及びキセノン同位体比分析の利用は有効である。一方で、高感度な分析計の開発にあたり短波長(波長200-300 nm)レーザー光の照射に起因するアルゴンとその二量体(Ar2)、及び炭化水素の光電子イオン化バックグラウンドを低減・除去することが課題となっている。
本研究では、クリプトン及びキセノン準安定状態を経由した時間差イオン化光学系を開発し、バックグラウンド低減及び時間差イオン化効率の評価を行った。
平成24年度は、クリプトン分析において、平成23年度に構築した時間差イオン化光学系(波長214.8 nmレーザーで共鳴励起、波長557.2 nmレーザーで準安定状態から時間差イオン化)に加えて、準安定状態からNd:YAGレーザーの第3高調波(波長354.8 nm)と波長760.4 nmレーザーで時間差イオン化するスキームを検討した。後者では、前者と比較してイオン化効率は同程度であるが、波長354.8 nmレーザーの照射による光電子イオン化事象が観測されたことから、前者のスキームを採用することとした。キセノン分析において、共鳴励起に波長252.5 nmレーザーを使用し、波長479.4 nmレーザーで準安定状態から時間差イオン化する光学系を構築して、波長479.4 nmレーザーの照射時に光電子イオン化由来のバックグラウンドが殆ど存在しないことを確認した。
クリプトン及びキセノン分析ともに、時間差イオン化による光電子イオン化バックグラウンドの除去を実証し、時間差10 μsにおける時間差イオン化効率は従来の短波長レーザーによる共鳴イオン化効率と比較して1-10％程度と評価された。
|
