遠隔観察・分光技術を用いた炉内検査技術の開発,3-2; 水没燃料デブリ検知のためのレーザー誘起ブレークダウン分光技術

Development of in-vessel inspection technology using remote imaging and spectroscopy, 3-2; Laser-induced breakdown spectroscopy technique for analyzing fuel debris submerged in water

大場 弘則  ; 佐伯 盛久; 岩撫 暁生; 若井田 育夫  ; 伊藤 主税   ; 杉山 僚; 作花 哲夫*; Thornton, B.*

Oba, Hironori; Saeki, Morihisa; Iwanade, Akio; Wakaida, Ikuo; Ito, Chikara; Sugiyama, Akira; Sakka, Tetsuo*; Thornton, B.*

福島第一原子力発電所廃炉措置において、燃料取出しに向けた炉内検査として水没した燃料デブリ等の遠隔検知技術の開発を行っている。原子炉内は高い放射線環境にあり、また水中の燃料デブリを調べる必要があるために、レーザー光を光ファイバにより伝送させて検知対象物まで接近させて調べるファイバ伝送レーザー誘起ブレークダウン分光(ファイバーLIBS)を検討している。今回は、レーザー伝送光ファイバの線照射による透過特性試験を行って分光計測に適用できる波長域を特定し、さらに模擬燃料デブリを用いて水中でのファイバLIBSによる定量分析の可能性について検討した。その結果、線が照射された石英光ファイバは、紫外可視波長域において放射線損傷によりほとんど光が透過しなくなったが、730nmよりも長波長側ではスペクトル観測とNd:YAGレーザー基本波の使用に影響を与えないことがわかった。また模擬燃料デブリとして核燃料物質UOを模擬したCeOおよび燃料被覆管,構造材をそれぞれ模擬したZrO, FeOで構成された金属酸化物を水中においてLIBSを行い、元素の組成比が検出可能なことを確認した。

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