Study on application of high-resolution laser plasma spectroscopy to remote isotopic analysis for decommissioning

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福島第一原子力発電所の廃炉では、廃炉作業に伴って発生する燃料デブリや放射性廃棄物をはじめ、様々な放射能を有する分析試料に対して、速やかに分析結果の出せる、遠隔性（非接触性）のある元素・核種組成分析法が求められている。本研究では、同位体シフトの小さい核種にも適用できる遠隔分光分析法として、レーザーアブレーションとドップラーフリー共鳴蛍光分光を組み合わせた、高分解能分析法の開発を行っている。カルシウムで実証したドップラーフリーアブレーション共鳴蛍光法が他の原子にも適用できることを実証するため、これまでに構築したカルシウム原子の共鳴蛍光分光システムに加えて、新たにストロンチウム原子の共鳴蛍光分光用のレーザー光源とその波長制御システムを構築した。この光源によって、ストロンチウムの高効率の２段階励起スキームである460nmと660nmの波長の光が安定して出力され、波長制御が可能であることを確認した。またストロンチウムのアブレーションプルームを用いて、ストロンチウムの第2励起状態からの蛍光信号が観測できることを確認した。また、ネオジムの核種分析に向けてパルス色素レーザーを用いた分光装置を構築した。さらに、本分析法のレーザー加工への応用を図るため、レーザー加工で使用されることの多い高出力ファイバレーザーを導入し、従来のNd:YAGレーザーの光と切り替えて使用できるアブレーション実験装置を構築した。