Study of separation methods and spectral interferences for accurate measurements of lanthanides in uranium-rich samples using ICP-SFMS

Nukleär forensik syftar bland annat till att fastställa ursprung för kärnämnen som används i kriminellt syfte. För uran kan kännetecken såsom ålder, d.v.s. tid som förflutit sedan senaste separation, isotopsammansättning och fastfasmorfologi användas för att särskilja olika material och avgöra t.ex. produktionsprocess och därigenom varifrån materialet skulle kunna ha sitt ursprung. Ett annat kännetecken är de orenheter som följer med uranet under produktionsprocesserna i kärnbränslecykeln. En sådan grupp av ämnen som kan användas är lantanider. Alla lantanider har liknande kemiska och fysikaliska egenskaper och väntas därför följa med i samma utsträckning i processen vid framställning av uranbränsle. Sammansättningen av lantanider skiljer sig åt beroende på geografiskt ursprung och kan därför användas för att påvisa uranets härkomst. Halten lantanider i uran är förhållandevis låg, därför är ICP-SFMS en lämplig teknik för att mäta dessa. För att undvika att den förhållandevis stora mängden uran stör mätningarna görs en kemisk separation där man skiljer uranet från lantaniderna. Syftet med arbetet var att titta närmare på de möjligheter och svårigheter som finns när man ska mäta lantanider i uranmaterial. Rapporten visar att lantanidmätningar med ICP-MS påverkas av isobariska och polyatomära interferenser som måste minimeras för att erhålla ett korrekt resultat men också att det finns goda möjligheter att undvika dessa, antingen genom att anpassa en separationsmetod som delar upp interfererande lantanider i olika fraktioner eller genom att korrigera för de interferenser som finns, eller en kombination av båda.