Development of remote sensing technique using radiation-resistant optical fibers to survey in-vessel for fuel debris

耐放射線性光ファイバを用いた遠隔検知技術による燃料デブリ探索手法の開発

伊藤 主税   ; 伊藤 敬輔; 内藤 裕之; 西村 昭彦  ; 大場 弘則  ; 関根 隆 ; 若井田 育夫  

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

福島第一原子力発電所の燃料デブリの取出しに向けた原子炉圧力容器・格納容器内部の燃料デブリ探索のため、光ファイバの耐放射線性を向上させ、これを用いた遠隔検知技術の開発を進めている。本研究では、OH基を1,000ppm添加した溶融石英光ファイバ22,000本から構成される全長10mのイメージファイバを製作した。近赤外線は線による伝送損失がほとんど見られないため、波長1m程度までの近赤外線イメージングができるように隣接するコア間の間隔を可視光用の3.3mから4mへ広げた。これに線を1MGyまで照射した結果、イメージファイバの可視光の透過率は伝送損失が最大となる波長600nmの光でも半減に留まり、近赤外線領域では透過率の低下は見られなかった。近赤外線映像の解像度は可視光映像と概ね同程度まで改善され、イメージファイバの本数を22,000本へ増加しても赤外線領域の耐放射線性は維持された。この光ファイバ技術を用いた観察、元素分析、放射線計測の機能を有する遠隔検知技術の成立性が確認された。

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. We have been developed a radiation resistant optical fiber, which consists of 1,000 ppm hydroxyl doped pure silica core and fluorine doped pure silica clad. The number of the core of image fibers has been increased from 2,000 to 22,000 of the practical use level. The transmissive rate of an infrared image was not affected after the irradiation of 1 MGy. The spatial resolution of the view scope by means of the image fiber was not changed between before and after irradiation. We have proposed the concept of applicability of the probing system that consists of view scope, remote ultimate analysis by laser induced breakdown spectroscopy and radiation monitor using the radiation-resistant optical fibers.