초고분해능 동위원소현미경 시스템을 활용한 우라늄 핵종 입자 분석 기술

Particle Analysis of Uranium Bearing Materials Using Ultra High-resolution Isotope Microscope System

우라늄 등의 핵물질은 원자력 발전의 연료로 사용되지만, 비평화적 용도로 전용될 가능성이 커서 이에 대한 국제적인 사찰과 규제가 이루어지고 있다. 핵물질 사용 시설에서 확보한 미세 입자상 물질의 동위원소 분석 자료는 핵물질의 기원 및 농축 방법 등에 대한 중요한 정보를 제공할 수 있어 핵 안전 및 핵 사찰 분야에서 널리 활용되고 있다. 이번 연구에서는 국내 최초로 국내에 설치된 대형 이차이온 질량분석기를 활용해 미세 입자 시료에 대한 우라늄 동위원소를 측정한 결과를 소개한다. U-200 표준물질을 사용해 미세 입자의 위치를 확인하고 고정밀 정밀분석을 통해 오차범위내에서 표준값과 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

Nuclear materials such as uranium are used as fuel for nuclear power generation, but there is a high possibility that they will be used for non-peaceful purposes, so international inspections and regulations are being conducted. Isotope analysis data of fine particulate obtained from nuclear facilities can provide important information on the origin and concentration method of nuclear material, so it is widely used in the field of nuclear safety and nuclear forensics. In this study we describe the analytical method that can directly identify nuclear particles and measure their isotopic ratios for fine samples using a large-geometry secondary ion mass spectrometer and introduce its preliminary results. Using the U-200 standard material, the location of fine particles was identified and the results consistent with the standard value were obtained through microbeam analysis.