In-vessel inspection probing technique using optical fibers under high radiation dose

高耐放射線性光ファイバを用いた炉内調査技術

伊藤 主税   ; 内藤 裕之; 大場 弘則  ; 佐伯 盛久; 伊藤 敬輔; 石川 高史 ; 西村 昭彦  ; 若井田 育夫  ; 関根 隆 

Ito, Chikara; Naito, Hiroyuki; Oba, Hironori; Saeki, Morihisa; Ito, Keisuke; Ishikawa, Takashi; Nishimura, Akihiko; Wakaida, Ikuo; Sekine, Takashi

福島第一原子力発電所の燃料デブリの取り出しに向けた原子炉圧力容器・格納容器内の燃料デブリの位置や状況の把握に適用可能な光ファイバを用いた遠隔調査技術を開発している。積算線量100万Gyまで使用できる性能を目指し、ヒドロキシ基を1000ppm含有させることにより耐放射線性を向上させた高純度石英光ファイバを試作して線照射試験によりその耐放射線性を確認した。これにより、積算100万Gyまで、イメージファイバによる観察及びレーザー分光による元素分析が行える見通しを得た。また、さらに耐放射線性を向上させるためにフッ素を含有した高純度石英光ファイバを試作し、ルビーシンチレータと組み合わせて放射線計測できることを確認した。これらにより、高耐放射線性光ファイバを用いた高放射線環境の遠隔調査装置が開発できることを示した。

A high-radiation resistant optical fiber has been developed in order to investigate the interiors of the reactor pressure vessels and the primary containment vessels of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. The radiation resistance of an optical fiber was improved by increasing the amount of hydroxyl up to 1000 ppm in pure silica fiber. The improved image fiber consists of common cladding and a large number of fiber cores made from pure silica that contains 1000 ppm hydroxyl. The transmissive rate of an infrared image was not affected after the irradiation of 1 MGy. We have developed the fiber-coupled LIBS system to detect plasma emission efficiently in near-infrared region. In addition, we have performed a ray dose rate measurement using an optical fiber of which scintillator is attached to the tip. As a result, the concept of applicability of a probing system using the high-radiation resistant optical fibers has been confirmed.