レーザー誘起ブレークダウン分光による水没模擬燃料デブリ検知

Underwater analysis of simulated corium debris using laser-induced breakdown spectroscopy

大場 弘則  ; 佐伯 盛久; 伊藤 主税   ; 高野 公秀 ; 赤岡 克昭 ; 若井田 育夫  ; 作花 哲夫*; Thornton, B.*

Oba, Hironori; Saeki, Morihisa; Ito, Chikara; Takano, Masahide; Akaoka, Katsuaki; Wakaida, Ikuo; Sakka, Tetsuo*; Thornton, B.*

福島第一原子力発電所廃炉措置において、燃料取出しに向けた炉内検査として水没した燃料デブリ等の遠隔検知技術の開発を行っている。原子炉内は高い放射線環境にあり、また水中の燃料デブリを調べる必要があるために、レーザー光を光ファイバにより伝送させて検知対象物まで接近させて調べるファイバ伝送レーザー誘起ブレークダウン分光(ファイバーLIBS)を検討している。今回は、レーザー伝送光ファイバの線照射による透過特性試験を行って分光計測に適用できる波長域を730-1100nmと特定し、さらに核燃料物質を含む模擬燃料デブリ(U, Zr)Oを用いて750-870nmの波長範囲で水中でのファイバLIBSによる定量分析の可能性について検討した結果を報告する。

In order to inspect the post-accident nuclear core reactor of the TEPCO Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants, a transportable fiber-coupled laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) instrument has been developed. In this presentation, we report underwater analysis of simulated corium debris, (U,Zr)O, by the transportable fiber-coupled LIBS instrument. The experiments were carried out using a wavelength region of 7301100 nm for pulsed-lasers and plasma emission measurements, which shows no attenuation in the optical transmittance of the fiber optic cable by intense radiation dose. Based on the observed emission spectrum in the region of 750870 nm, we determined candidates of the emission lines of Zr, U and Fe that are applicable to analyses of the debris without mutual interference.