JPS60211339A - 溶液中のウラン痕跡の定量法 - Google Patents
溶液中のウラン痕跡の定量法Info
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- JPS60211339A JPS60211339A JP60050243A JP5024385A JPS60211339A JP S60211339 A JPS60211339 A JP S60211339A JP 60050243 A JP60050243 A JP 60050243A JP 5024385 A JP5024385 A JP 5024385A JP S60211339 A JPS60211339 A JP S60211339A
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- fluorescence
- solution
- traces
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
- G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
- G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
- G01N21/6408—Fluorescence; Phosphorescence with measurement of decay time, time resolved fluorescence
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
l艶立直1
本発明は、水溶液中に存在しているウラン痕跡を分光螢
光法により定量するための方法に係る。
光法により定量するための方法に係る。
溶液、例えば放射性廃液中の痕跡状態のウランを定量し
ようとする場合、分光螢光法は最も好適でありかつ最も
一般的に使用されている方法として知られている(例え
ば論文「再処理工場におけるウラン痕跡の定41 (D
eterfflination Ofuranium
traces in a reprocessing
plant) J、A I E A @’I全技術(
N uc tear S afeouardsTech
nology ) 1982年、第1巻、260/25
所収参照)。
ようとする場合、分光螢光法は最も好適でありかつ最も
一般的に使用されている方法として知られている(例え
ば論文「再処理工場におけるウラン痕跡の定41 (D
eterfflination Ofuranium
traces in a reprocessing
plant) J、A I E A @’I全技術(
N uc tear S afeouardsTech
nology ) 1982年、第1巻、260/25
所収参照)。
純粋溶液を使用する場合、該方法の検出限界は1071
91 ”近傍であり、このような限界は、溶液中でウラ
ン自体の螢光スペクトルに重なる偽発光現化合物の螢光
強度の低下又は減衰を縦座標に示している。時間t1間
(偽発光が完全に減衰するまで)における偽螢光とウラ
ン螢光との重複は、データの読解を困難にしている。一
般に時間t1は約20μsであるが、ウランの減衰には
約400μsかかる。
91 ”近傍であり、このような限界は、溶液中でウラ
ン自体の螢光スペクトルに重なる偽発光現化合物の螢光
強度の低下又は減衰を縦座標に示している。時間t1間
(偽発光が完全に減衰するまで)における偽螢光とウラ
ン螢光との重複は、データの読解を困難にしている。一
般に時間t1は約20μsであるが、ウランの減衰には
約400μsかかる。
ところで、例えば地表水中又は多聞の抑制成分を含む溶
液中のウランを定損するような場合、約i埒c’のレベ
ルの痕跡を測定できるようなより高感度の方法を使用す
る必要がある。
液中のウランを定損するような場合、約i埒c’のレベ
ルの痕跡を測定できるようなより高感度の方法を使用す
る必要がある。
カナダ特許第1064726号[ウラン定量用装置及び
方法(A pparatus and method
for uraniumdeterlnation)
Jは、励起’J−ス1!:L/TL/−+fハルスを使
用することにより該性能レベルに達し得る方法を開示し
ている。カナダ企業シントレクス社(SCINTREX
Lim1ted)から商品名“’ LJ A 3 ”
で市販されている該当装置は、ウランの螢光寿命が上述
の偽撹乱を導く有機物質のものよりも長い(第1図参照
)という事実に基づいている。
方法(A pparatus and method
for uraniumdeterlnation)
Jは、励起’J−ス1!:L/TL/−+fハルスを使
用することにより該性能レベルに達し得る方法を開示し
ている。カナダ企業シントレクス社(SCINTREX
Lim1ted)から商品名“’ LJ A 3 ”
で市販されている該当装置は、ウランの螢光寿命が上述
の偽撹乱を導く有機物質のものよりも長い(第1図参照
)という事実に基づいている。
即ち、各照射後、有機物質の発光が完全に消えるに十分
長い時間が経過してから蛍光測定を実施することにより
、ウラン固有の信号の測定が1ffiliできる。
長い時間が経過してから蛍光測定を実施することにより
、ウラン固有の信号の測定が1ffiliできる。
条件によっては、この方法は該装置を使用して検出眼疾
を81痘約0.05p9j!−1まで向上することがで
き、例えば一般に地質調査中に実施される地表水の定損
に好適である。
を81痘約0.05p9j!−1まで向上することがで
き、例えば一般に地質調査中に実施される地表水の定損
に好適である。
しかし乍ら、既知装置には重大な障害となり得る欠点が
あり、これらの欠点は主に以下の3点に要約できる。
あり、これらの欠点は主に以下の3点に要約できる。
1)装置に使用されている光学デバイスが、発光波長の
関数として螢光強度を与えるスペクトルを得られるよう
な分散システムを備えていない。他方、このスペクトル
は完全にウランに固有であるので、スペクトルを記録す
ることによってしか実際の測定値をウランに対応させ得
ない。
関数として螢光強度を与えるスペクトルを得られるよう
な分散システムを備えていない。他方、このスペクトル
は完全にウランに固有であるので、スペクトルを記録す
ることによってしか実際の測定値をウランに対応させ得
ない。
2)装置が各レーザ照射後30マイクロ秒に固定的に配
置された時測定窓を備えている。この作動方法は、30
マイクロ秒後に受取られる信号がウランからしか発生さ
れないこと、即ち第1図の時間し、が常に30マイクロ
秒より小であるという仮定に基づいているが、この仮定
は必ずしも満足され得tkい。更に、特に螢光抑制物質
がウランに混在しているような場合、ウランに基づく信
号は著しく迅速に減少し、30秒で実際にOになる。こ
の場合、信号を最適化するべく窓を移動できることが不
可欠eある。
置された時測定窓を備えている。この作動方法は、30
マイクロ秒後に受取られる信号がウランからしか発生さ
れないこと、即ち第1図の時間し、が常に30マイクロ
秒より小であるという仮定に基づいているが、この仮定
は必ずしも満足され得tkい。更に、特に螢光抑制物質
がウランに混在しているような場合、ウランに基づく信
号は著しく迅速に減少し、30秒で実際にOになる。こ
の場合、信号を最適化するべく窓を移動できることが不
可欠eある。
3)シントレクスの装置はウランの励起状態の寿命を測
定することができず、換言するなら所定時間を越えるウ
ランの螢光の減衰を追跡することができない。他方、こ
の測定は溶液の組成に関する小要な情報であり、本発明
の基本である。
定することができず、換言するなら所定時間を越えるウ
ランの螢光の減衰を追跡することができない。他方、こ
の測定は溶液の組成に関する小要な情報であり、本発明
の基本である。
即ち、該カナダ特許の装置による定量は、a)定吊すべ
ぎ溶液と、 b)該溶液から誘導されかつ各回毎に既知量のウランを
添加される溶液と、 について、ウランの所りの螢光線の強度を測定する既知
の添加法を使用している。
ぎ溶液と、 b)該溶液から誘導されかつ各回毎に既知量のウランを
添加される溶液と、 について、ウランの所りの螢光線の強度を測定する既知
の添加法を使用している。
該既知方法には、少なくとも2種類又は3種類の溶液を
連続的に生成しなければイ【らず、迅速な測定が妨げら
れ、定1すべぎ初期溶液の破懐をもたらすという重大な
欠点がある。
連続的に生成しなければイ【らず、迅速な測定が妨げら
れ、定1すべぎ初期溶液の破懐をもたらすという重大な
欠点がある。
RIJと」迫
本発明は、ウランの螢光減衰時間即ち寿命に達しこれを
測定し得ることにより、著しく単純な手段を使用しなが
ら上記の従来技術の全欠点を克服することのできる既知
の分光螢光法による溶液中のウラン痕跡定量法に係る。
測定し得ることにより、著しく単純な手段を使用しなが
ら上記の従来技術の全欠点を克服することのできる既知
の分光螢光法による溶液中のウラン痕跡定量法に係る。
従って、本発明はより詳細には、レーザパルス照射によ
り溶液中のウラン分子の螢光を励起することから成る、
既知の分光螢光法により溶液中のウラン痕跡を測定する
ための方法に係り、該方法は、所定の波長における該螢
光の指数減衰曲線を調べ、各レーザパルス照射後の該蛍
光値F。をめ、該値を、既知量のウランを含有する標準
ウラン溶液について得られる値F′に比較するものであ
る。
り溶液中のウラン分子の螢光を励起することから成る、
既知の分光螢光法により溶液中のウラン痕跡を測定する
ための方法に係り、該方法は、所定の波長における該螢
光の指数減衰曲線を調べ、各レーザパルス照射後の該蛍
光値F。をめ、該値を、既知量のウランを含有する標準
ウラン溶液について得られる値F′に比較するものであ
る。
本発明の独創性は、ウランの蛍光強疫の減衰曲線を測定
することにより、各レーザパルス照射直後の該蛍光値F
。が得られるという事実の発見に基づいている。
することにより、各レーザパルス照射直後の該蛍光値F
。が得られるという事実の発見に基づいている。
従って、時間の関数である蛍光F (t)は常に(1)
式: %式%() (式中、Foは各レーザパルス照射後の蛍光値である)
で与えられる。更に、該初期蛍光値F。
式: %式%() (式中、Foは各レーザパルス照射後の蛍光値である)
で与えられる。更に、該初期蛍光値F。
は■式:
(式中、Kは装置係数、εはレーザ波長におけるウラニ
ルのモル吸光係数、■はレーザ線の強度tirrは常に
約5ナノ秒である各パルス照射時間、度である)で与え
られる。
ルのモル吸光係数、■はレーザ線の強度tirrは常に
約5ナノ秒である各パルス照射時間、度である)で与え
られる。
所与のレーザ作動条件では、値F。は測定しようとする
ウラン濃度に比例することが明らかである。しかし乍ら
この1iFoは、各励起パルス後の可変長時間t1の間
ウランの蛍光に重なってウランの蛍光を遮る上述の偽発
光現象により、一般に直接得ることができない。
ウラン濃度に比例することが明らかである。しかし乍ら
この1iFoは、各励起パルス後の可変長時間t1の間
ウランの蛍光に重なってウランの蛍光を遮る上述の偽発
光現象により、一般に直接得ることができない。
これに対して、偽発光の消滅後に選択されたtlより後
の各時刻値tについてF (t)を測定すると、(1)
式の対数に対応する下式:1F (t)=+−Fo−t
/τ (湯で与えられる第2図の直線を描くことができ
る。
の各時刻値tについてF (t)を測定すると、(1)
式の対数に対応する下式:1F (t)=+−Fo−t
/τ (湯で与えられる第2図の直線を描くことができ
る。
数個の点、例えば第2図の点A、B及びCを実験的に結
ぶと、Foの対数値がW1座標軸に対応する傾き1/τ
の直線をプロットすることができ、最終的にFQの値を
目算することができる。
ぶと、Foの対数値がW1座標軸に対応する傾き1/τ
の直線をプロットすることができ、最終的にFQの値を
目算することができる。
一方、本願発明者は、所定の実験条件下(発光レーザの
特性及び測定容器の幾何学的形状)で前記!Ii1:o
が測定媒体に関係なく一定であるという特筆すべき事実
を発見した。従って、被゛定部試判で得られた値F。を
、実験室で生成され既知量のウランを含有している標準
溶液試料で得られた対応値F′に比較することにより、
試料で得られた結果を基準溶液の結果に比較する溶液の
外部検量式直接定量法が得られる。
特性及び測定容器の幾何学的形状)で前記!Ii1:o
が測定媒体に関係なく一定であるという特筆すべき事実
を発見した。従って、被゛定部試判で得られた値F。を
、実験室で生成され既知量のウランを含有している標準
溶液試料で得られた対応値F′に比較することにより、
試料で得られた結果を基準溶液の結果に比較する溶液の
外部検量式直接定量法が得られる。
既知の他の蛍光測定法、例えば連続励起法(例えば紫外
線ランプ使用)又はレーザパルス照射による時分割法で
得られる信号は媒体及び測定条件に密接に依存するので
、上記結果は重要かつ顕著な革新である。既知方法は、
各試料に少なくとも3種類の溶液の生成を必要する滴定
添加法を使用しなりればならず、単純かつ迅速な反復処
理方法が要求される殆んどの工業用途で非常に不利であ
る。
線ランプ使用)又はレーザパルス照射による時分割法で
得られる信号は媒体及び測定条件に密接に依存するので
、上記結果は重要かつ顕著な革新である。既知方法は、
各試料に少なくとも3種類の溶液の生成を必要する滴定
添加法を使用しなりればならず、単純かつ迅速な反復処
理方法が要求される殆んどの工業用途で非常に不利であ
る。
図面及び奸」[月」ulへ11翌1里
本発明は、使用装置を著しく単純に示した第3図を参考
に、非限定的具体例に関する以トの説明からよりj:り
理解されよう。
に、非限定的具体例に関する以トの説明からよりj:り
理解されよう。
第3図は、波長337ナノメータで作動し、周波数30
1−lzで5プノ秒間パルスを発生する窒素レー111
を示している。当然のことながら前記値は参考値にすぎ
ず、本発明の範囲を逸脱することなく増加又は減少でき
る。
1−lzで5プノ秒間パルスを発生する窒素レー111
を示している。当然のことながら前記値は参考値にすぎ
ず、本発明の範囲を逸脱することなく増加又は減少でき
る。
第3図は更に、原子価6の被定量ウラン分子を含む酸フ
ォスフェート媒体PO41−13を収容している測定室
又はセル2を示している。測定セル2の前後には、蛍光
測定用に決定された波長を選択するモノクロメータ3が
配置されている。更に、測定室2内で発光された蛍光強
度に常に対応する電気信qを出力線5から供給する光電
増倍管4が配置されている。該信号は、受4F+信号を
表示することの可能なオシロスコープ6と、第1図の1
1を越える時間読出窓を位置決めしかつ該窓位置に対応
する強疫を測定することの可能な平均手段7との間に分
配される。平均手段7は、例えばBOXCAREGCモ
デル162のタイプである。
ォスフェート媒体PO41−13を収容している測定室
又はセル2を示している。測定セル2の前後には、蛍光
測定用に決定された波長を選択するモノクロメータ3が
配置されている。更に、測定室2内で発光された蛍光強
度に常に対応する電気信qを出力線5から供給する光電
増倍管4が配置されている。該信号は、受4F+信号を
表示することの可能なオシロスコープ6と、第1図の1
1を越える時間読出窓を位置決めしかつ該窓位置に対応
する強疫を測定することの可能な平均手段7との間に分
配される。平均手段7は、例えばBOXCAREGCモ
デル162のタイプである。
更に、ヒューレツ1〜・バラカード(’l−1cwlc
ttp ackard )モデルI−IPj6+ンピュ
ータ8により平均手段7からのデータを得ることができ
、ライン9、モノクロメータ3及びライン10を介して
測定窓の位置決めを調節することができる。
ttp ackard )モデルI−IPj6+ンピュ
ータ8により平均手段7からのデータを得ることができ
、ライン9、モノクロメータ3及びライン10を介して
測定窓の位置決めを調節することができる。
第3図の装置の性能特性を以下に示す。
温度約0.02埒fl〜1までの純粋溶液中の蛍光スペ
クトルをプロットすることができる。これは、従来得ら
れている最良の結果に対応する。該スペクトルで得られ
る強度測定精度は、^疫しベルに依存し、測定再現性は
l119# −1に近い濃度で約10〜15%であった
。
クトルをプロットすることができる。これは、従来得ら
れている最良の結果に対応する。該スペクトルで得られ
る強度測定精度は、^疫しベルに依存し、測定再現性は
l119# −1に近い濃度で約10〜15%であった
。
本発明方法の主要な段階である寿命測定に関しては、ふ
たつの異なる観点から性能を評価することができる。
たつの異なる観点から性能を評価することができる。
第1の観点は測定感度に関する。寿命が100マイクロ
秒をこえる比較的純粋な溶液の場合、第3図の装置は、
約10%の再現性で0.l1191) −1に近い含■
まで測定することができる。前記値は恐らく現在市販の
装置では得られない値である。
秒をこえる比較的純粋な溶液の場合、第3図の装置は、
約10%の再現性で0.l1191) −1に近い含■
まで測定することができる。前記値は恐らく現在市販の
装置では得られない値である。
第2の観点は、測定系の応答の動的面に関する。
第3図の装置は、例えばリッター当たり少なくとも数ミ
リグラムまでのより高am溶液の場合、約5%の再現性
で約1マイクロ秒までの寿命を測定することができる。
リグラムまでのより高am溶液の場合、約5%の再現性
で約1マイクロ秒までの寿命を測定することができる。
初期蛍光F。の基本的測定に関して得られた性能は寿命
測定にII!連する。純粋溶液中の検出限度溶液を外部
検量により定mすることが可能になる。
測定にII!連する。純粋溶液中の検出限度溶液を外部
検量により定mすることが可能になる。
現在、このような測定を実施できる装置は市販されてお
らず、工業的処理の管埋手段としてウラン定量を使!口
するあらゆるケースで極めて有益である。本発明の方法
は、処理方法を著しく単純化することができ、従って時
間を大幅に節約できる。
らず、工業的処理の管埋手段としてウラン定量を使!口
するあらゆるケースで極めて有益である。本発明の方法
は、処理方法を著しく単純化することができ、従って時
間を大幅に節約できる。
更に、本発明の方法を使用すると、分析によって生じる
廃液の量を制限できるという利点がある。
廃液の量を制限できるという利点がある。
第1図はウラン蛍光及び偽蛍光強疫の経時的減衰曲線、
第2図は蛍光強度F(t)の対数曲線、第3図は本発明
方法C使用される装置の概略線図である。 1・・・・・・窒素レーザ、2・・・・・・測定室、3
・・・・・・モノクロメータ、4・・・・・・光電子増
倍管、6・・・・・・オシロスコープ、7・・・・・・
平均手段、8・・・・・・コンピュータ、コミサリャ・
ア・レネルジ・アトミク
第2図は蛍光強度F(t)の対数曲線、第3図は本発明
方法C使用される装置の概略線図である。 1・・・・・・窒素レーザ、2・・・・・・測定室、3
・・・・・・モノクロメータ、4・・・・・・光電子増
倍管、6・・・・・・オシロスコープ、7・・・・・・
平均手段、8・・・・・・コンピュータ、コミサリャ・
ア・レネルジ・アトミク
Claims (1)
- (1) レーザパルス照射により溶液中のウラン分子の
螢光を励起することから成る既知の分光螢光法による溶
液中のウラン痕跡の定量法において、所与の波長の該螢
光の指数減衰曲線を調べ、各レーザパルス照gA後毎の
該螢光値F。をめ、該値を、既知量のウランを含有する
標準ウラン溶液で得られる値1:゛に比較する、ウラン
痕跡の定量法。 ■ レーザパルスの周波数の約30Hzであり、各パル
スの継続時間が5ナノ秒であり、ウラン固有の螢光スペ
クトルから試験者により選択された波長にお(プるウラ
ンの螢光の指数減衰を調べる特許請求の範囲第1項に記
載のウラン痕跡の定量法。 ■ 既知の時分割螢光測定法を、ウラン固有の螢光スペ
クトルのプロットと組合せる溶液中のウラン痕跡の定量
法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR8404094 | 1984-03-16 | ||
FR8404094A FR2561387B1 (fr) | 1984-03-16 | 1984-03-16 | Procede de dosage de traces d'uranium en solution par spectrofluorimetrie a resolution temporelle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60211339A true JPS60211339A (ja) | 1985-10-23 |
JPH0643961B2 JPH0643961B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=9302115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60050243A Expired - Lifetime JPH0643961B2 (ja) | 1984-03-16 | 1985-03-13 | 溶液中のウラン痕跡の定量法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4641032A (ja) |
EP (1) | EP0155891B1 (ja) |
JP (1) | JPH0643961B2 (ja) |
AU (1) | AU570544B2 (ja) |
CA (1) | CA1238722A (ja) |
DE (1) | DE3578455D1 (ja) |
FR (1) | FR2561387B1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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KR101281105B1 (ko) * | 2011-01-06 | 2013-07-02 | 한국수력원자력 주식회사 | 수용액 내 존재하는 우라늄 농도의 정량방법 |
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1984
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1985
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