レーザー光を用いた福島燃料デブリ取出し技術に関する研究開発,9; レーザー溶断性能に影響を及ぼす支配因子の一般化

Study on removal technologies for Fukushima's fuel debris using laser light, 9; Generalization of influence factor on high powered fiber laser cutting performance

山田 知典; 羽成 敏秀 ; 武部 俊彦; 松永 幸大; Nguyen, P. L.; 村松 壽晴

Yamada, Tomonori; Hanari, Toshihide; Takebe, Toshihiko; Matsunaga, Yukihiro; Nguyen, P. L.; Muramatsu, Toshiharu

原子力機構では、福島第一原子力発電所の炉容器下部に堆積していると考えられる燃料デブリおよび炉内構造物の取出し技術の確立を目指した研究開発を行っている。取出し作業は遠隔操作で行うため、振動などの外乱が溶断性能に大きく影響を与える可能性が考えられる。本報告では、金属としての特性を示す領域を対象として、溶断性能に影響を与える複数のパラメータを多次元表示し、外乱などが存在する場合でも常に溶断できるように制御するため、金属の溶融に関するパラメータと溶融金属の排出に関するパラメータに分けてそれらの影響を評価した。着目したパラメータのうち、レーザー出力が溶断性能に最も影響を与えることが確認でき、さらにアシストガス流量の増加や、走査速度の低下も有効であることが確認できた。常に溶断できるように制御する場合には、最も影響のあるレーザー出力の制御が必要になると考えられるが、高出力にすることで、スパッタなどの発生量の増加が懸念され、溶断状況の観察を妨げる可能性も懸念される。したがって、低出力で、アシストガス流量や走査速度を制御するなど、溶断状況を考慮して制御する必要がある。

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