レーザー除染技術の開発(I) (レーザー除染に関する調査と基礎試験)

Development of laser decontamination; Research and fundamental experiment

福井 康太 ; 根本 正信; 谷本 健一; 照沼 誠一

Fukui, Yasutaka; not registered; Tanimoto, Kenichi; Terunuma, Seiichi

物質表面にレーザー光線を照射すると、表面物質を急速加熱し蒸散させることができる。この現象を用いると、放射性廃棄物の表面汚染層の除去、つまり除染技術への適用が可能である。従って、レーザー光による除染技術の開発を目的に、レーザー除染法に関する調査と、レーザーによる金属表面の除去試験を行い、デコミッショニングへの適用性を検討した。調査及び基礎試験の結果、次の結論を得た。(1)レーザー除染法に関する調査YAGレーザーやエキシマレーザーによる金属、コンクリート等の表面層除去に関する研究例がある。レーザー除染の対象物としては、炉内構造物、生体遮蔽壁、廃棄物貯蔵容器等が考えられる。(2)レーザーによる金属表面の除去試験ステンレス鋼試験片にパルスYAGレーザービームを線状集光し照射試験を行った。これによりHe雰囲気条件において、平均除去深さは照射レーザーエネルギー密度と照射パルス数の積に対しほぼ線型に増大することが明らかになった。レーザーエネルギー400mJ、試験片送り速度0.25mm/sの条件で、1m以上の除去深さが得られた。生成物の回収に関しては、開放型の極く簡便な吸引装置を用いても65%程度の捕集率が得られた。(3)今後の課題模擬試験片による表面除去特性評価、除去表面の健全性評価、大面積処理技術や生成物回収技術等に関する検討等を行い、除染技術への適用性について評価する必要がある。

As the material is irradiated by laser beam, its surface is instataneously heated and ablation. the contaminant in surface layer of radioactive wastes will be decontaminated, provided that such the physical phenomenon is used of decontamination technique. The applicability with decommissioning of laser decontamination technique are investigated by the research of the associated laser techniques and the removing test with metal surface. The results of the research and the test is as follows. (1)The research of laser decontamination. On the YAG and the eximer laser beam, there were some study reports of the decontamination, with the metal and the concrete. The structural material. the biological shield, and the waste strage vessel, these objects were regarded as the objects of the laser decontamination. (2)The removing test of the metal surfacc by lascr beam. The removing performance was examined by irradiating line forcused YAG laser beam with the stainless steel surface. The average removal depth rose, in proportion the product of the energy beam density and the number of beam pulse in He atomosphere. The removal depth was obtained more than 1m, in condition of the laser beam energy was 400mJ and the moving velocity of the test piece was 0.25mm/sec. About 65% of the ablation products were collected, by the simple absorbing system of the open type. (3)Future plan. It is necessary, Examining the removing performance and the variable property of the removal surface, investigating the decontamination technique of the large area and the collecting technique of the ablation products, and so. Thereafter the application to the decontamination will be studied.