Precise life-time measurement of long-lived fission products using precision laser spectroscopy

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原子力発電所などで発生する使用済み核燃料中の長寿命核分裂生成物(LLFP)をいかに処分するかは世界的な最重要課題の1 つとなっ ている。使用済み核燃料の最終的な処分で問題となる長寿命核分裂生成物の長寿命核分裂生成物の半減期は、極めて重要な核データであるにも拘らず、測定例は古い上に少ない。本研究では、半減期の決定に必要なパラメータである原子数を高分解能レーザー分光法であるコリニアレーザー分光法で測定し、同重体による誤差を排除する。理研のAVFサイクロトロンで15MeV/uに加速したdビームをBeターゲットに照射し発生させる中性子をNb-93ター ゲットに照射することで起こる(n,p)反応から、Zr-93を含む試料を製作するビームタイムを行った。その試料のNb-92mの生成量をγ線計測から測定したが、見積よりも低いことが分かった。試料の放射線を半年以上冷ました後、再度γ線計測を行うことにより他同位体の同定および生成量を測定した。Zr-93の生成量が見積よりも低いことを懸念し、JRR-3における中性子照射によるZr-93生成の準備を並行して進めている。コリニアレーザー分光装置においては、天然Zr同位体のコリニアレーザー分光スペクトルからZr一価イオン基底状態-第一励起状態への357nm共鳴遷移における電子因子を決定した。また、これまでのレーザーアブレーションだけでなく放電型イオン源を使ったZrイオンの生成に挑戦し、Zr一価イオンビームを得ることに成功した。但し、まだ安定に生成できているという状態ではないため、引き続き試験を行なっている。