RADIOISOTOPES

Online ISSN: 1884-4111 Print ISSN: 0033-8303
RADIOISOTOPESは日本アイソトープ協会が発行する学術論文誌です
Radioisotopes 75(2): 137-145 (2026)
doi:10.3769/radioisotopes.750205

原著Article

山形大学に残されたウラン濃縮実験関連試料RIU2の科学分析Scientific Analysis of the RIU2 Sample Associated with Uranium Enrichment Experiment and Preserved at Yamagata University

1山形大学理学部  Faculty of Science, Yamagata University

2山形大学高感度加速器質量分析センター  Center for Accelerator Mass Spectrometry, Yamagata University

3理化学研究所仁科加速器科学研究センター RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science

受付日:2026年2月2日Received: February 2, 2026
受理日:2026年4月7日Accepted: April 7, 2026
発行日:2026年7月15日Published: July 15, 2026
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山形大学に保管され,1945年に木越邦彦が行ったウラン濃縮実験との関連が示唆される試料RIU2を対象に,ICP-MS, SEM–EDS, XRD, ならびに高純度Ge半導体検出器によるγ線スペクトロメトリーにより,ウラン同位体組成,元素組成および結晶相を評価した。ICP-MSで得られた235Uの同位体存在比は0.72%であり,試料中のウランは天然同位体組成と整合した。γ線スペクトロメトリーでは,234Th, 234mPa, 235Uに由来する光電ピークの相対強度のエネルギー依存性が天然ウランに対する結果と整合し,ICP-MSによる同位体組成評価を支持した。SEM–EDSではU, F, Oを主成分とし,Cuを含むことが示された。XRDパターンの解析からはUF4を主成分とするウランフッ化物混相が示唆されたが,一部に未帰属ピークが残り,単一相としての同定は困難であった。以上より,RIU2は天然同位体組成のウランを含み,その化学形態はウランフッ化物を主体とする混相である可能性が高いことが示された。なお,本試料は従前「劣化ウラン」として登録されていたが,本研究で得られた同位体組成評価に基づき,登録情報の変更を行った。

We investigated the characteristics of the uranium sample RIU2, which has been preserved at Yamagata University, by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM–EDS), powder X-ray diffraction (XRD), and γ-ray spectrometry with a high-purity germanium (HPGe) detector. The sample is considered to have been associated with a uranium enrichment experiment conducted by Professor Kunihiko Kigoshi in 1945. The ICP-MS analysis showed a 235U isotopic abundance of 0.72% in the RIU2 sample. Gamma-ray spectrometry also supported the isotopic composition evaluated by ICP-MS, because the energy dependence of the relative intensities of the photopeaks originating from 234Th, 234mPa, and 235U was consistent with that of natural uranium. The EDS measurement showed that the RIU2 sample primarily consisted of U, F, and O, with a non-negligible amount of Cu. The analysis of the XRD pattern indicated that the RIU2 sample was a multiphase material rich in uranium fluoride, primarily consisting of UF4. However, several peaks remained unassigned, precluding its identification as a single pure phase. These results indicate that the RIU2 sample contains uranium with a natural isotopic composition and is likely a multiphase mixture primarily composed of uranium fluorides.

Key words: sample associated with a uranium enrichment experiment; isotopic ratio; ICP-MS; EDS; XRD; gamma-ray spectrometry

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