Development of pulse laser processing and related technologies in maintenance for atomic power plants

原子炉保守保全に関するパルスレーザー技術の開発

西村 昭彦  ; 米本 幸弘; 島田 幸洋

Nishimura, Akihiko; Yonemoto, Yukihiro; Shimada, Yukihiro

レーザーピーニングはナノ秒レーザーパルスを金属材料に照射し、材料内部の残留応力を改善する手段である。近年、レーザーの発達とともに航空機のエンジンやタービンブレードや原子炉機器の表面改善に使用されている。本会議において、2004年当時、著者が先駆けてフェムト秒レーザーパルスを用いて、ステンレス鋼の表面の残留応力を改善した結果をレビューする。これに続いて、この技術開発を通じて誕生した2つのレーザー応用研究について述べる。ひとつは、加工技術の向上を通じて地震検知センサーの開発を実施した方向である。もうひとつは、原子炉熱交換器の保守を行うためのプローブ開発の方向である。これらの2つの方向は、関西光科学研究所から誕生した技術として高速増殖炉の開発拠点である敦賀本部に移転され、現在、敦賀本部レーザー共同研究所での活動について報告する。

Femtosecond laser pulses ablated a thin layer on the stainless steel surface where tensile stress had been mechanically induced. Thermal damage was strongly restricted by femtosecond laser pulses. The surface condition after laser ablation turned to be compressive gradually, which indicated a tolerance for Stress Corrosion Cracking. The laser processing application successfully produced two research directions for maintenance of nuclear power plants. One research direction was the fabrication of fiber Bragg grating. The other research direction was the development of prototype new probing system for heat exchanger by laser micro welding. It is the prototype probing system. Up to now, we have been working on both research directions in the new organization in Tsuruga since November 2009.