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Large-scaled non-thermal laser peeling, cutting and drilling in nuclear decommissioning industry

原子炉廃炉措置産業分野における非熱レーザー剥ぎ取り,同切断、及び同穿孔

峰原 英介; 羽島 良一; 沢村 勝; 永井 良治; 菊澤 信宏; 西森 信行; 飯島 北斗; 西谷 智博; 木村 秀明*; 小栗 第一郎*; 山内 俊彦

Minehara, Eisuke; Hajima, Ryoichi; Sawamura, Masaru; Nagai, Ryoji; Kikuzawa, Nobuhiro; Nishimori, Nobuyuki; Iijima, Hokuto; Nishitani, Tomohiro; Kimura, Hideaki*; Oguri, Daiichiro*; Yamauchi, Toshihiko

原研FELは最近新しく255フェムト秒極短パルス,6-9%高効率,1GWピーク出力,数kW平均出力,中赤外から遠赤外に渡る広い波長可変性を同時に実現する発振を発見した。この新しい発振とエネルギー回収リニアック技術を用いて、原子力産業,製薬,医学,防衛,造船,環境科学,宇宙ごみ処理,エネルギー伝送などの応用のために、われわれは10kWよりも高出力で25%よりも高効率な自由電子レーザーを実現できる。そのような波長可変,高効率,高平均出力,高ピーク出力,極短パルスFELを実現するために、われわれは原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELが必要である。われわれのFELに関する議論は、原子力発電所を廃炉するための非熱穿孔,切断,剥ぎ取り応用や原子力産業分野における応力腐食割れを防止することや産業用FELのロードマップ,原研独自のコンパクト,自立式,無蒸発,エネルギー回収型超伝導高周波線型加速器によって駆動される高効率で高出力なFELを含んでいる。

The JAERI FEL has recently discovered the new FEL lasing of 255fs ultra fast pulse, 6-9% high-efficiency, one gigawatt high peak power, a few kilowatts average power, and wide tunability of medium and far infrared wavelength regions at the same time. Using the new lasing and energy-recovery linac technology, we could extend a more powerful and more efficient free-electron laser (FEL) than 10kW and 25%, respectively, for nuclear industry, pharmacy, medical, defense, shipbuilding, semiconductor industry, chemical industries, environmental sciences, space-debris, power beaming and so on. In order to realize such a tunable, highly-efficient, high average power, high peak power and ultra-short pulse FEL, we need the efficient and powerful FEL driven by the JAERI compact, stand-alone and zero boil-off super-conducting RF linac with an energy-recovery geometry. Our discussions on the FEL will cover the application of non-thermal peeling, cutting, and drilling to decommission the nuclear power plants, and to prevent stress-corrosion cracking in nuclear industry and roadmap for the industrial FELs, the JAERI compact, stand-alone and zero-boil-off cryostat concept and operational experience, the new, highly-efficient, high-power, and ultra fast pulse lasing mode, and the energy-recovery geometry.

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