Laser remote analysis for MOX fuel and its application for rapid and in-situ analysis in decommissioning of "Fukushima Daiichi" Nuclear Power Station

MOX燃料のための遠隔分析と、福島第一原子力発電所廃炉のための迅速その場分析への応用

若井田 育夫  ; 赤岡 克昭 ; 宮部 昌文   ; 大場 弘則  ; 佐伯 盛久; 大場 正規 ; 伊藤 主税   ; 加藤 政明

Wakaida, Ikuo; Akaoka, Katsuaki; Miyabe, Masabumi; Oba, Hironori; Saeki, Morihisa; Oba, Masaki; Ito, Chikara; Kato, Masaaki

次世代MA含有低除染MOX燃料物質を対象として、レーザー誘起発光分光法(LIBS)による元素組成分析技術と、レーザーアブレーション共鳴吸分光法(LARAS)による同位体分析手法を組み合わせた遠隔分析法を開発した。また、その応用として、福島第一原子力発電所過酷事故炉内のデブリや汚染物のその場遠隔分析手法の開発を行っている。レーザー遠隔分光用にグローブボックスを準備し、未照射MOX燃料の分析試験を実施した。この結果、MOX中のPu量で数千ppm、Puの超微細構造の観測が可能となった。炉心損傷炉内のモニタリング技術開発では、耐放射線性光ファイバを用いた可搬型LIBS装置を製作し、水中の模擬デブリ分析に適用した。その結果、元素特有のスペクトル観測に成功した。高放射線環境下の光ファイバを介したLIBS試験も実施し、炉内元素分析プローブとしての有用性が示唆された。

Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) for elemental analysis and Laser Ablation Resonance Absorption Spectroscopy (LARAS) for isotope analysis have been developed as an analytical technique for Low-decontaminated MOX fuel with fissionable Miner Actinide elements (MA) and as for one of the diagnostic tool of nuclear fuel debris and polluted materials in the decommissioning of the severe accident nuclear power station. Specialized glove box with auto and remote arraignment system for LIBS and LARAS was constructed, and the detection limit of Pu in MOX to be several 1000 ppm and some hyper fine structures of Pu were demonstrated. For the diagnostic tool in the decommissioning of damaged core, optical fiber based portable LIBS probe made by radiation resistant optical fiber is under construction, and just now, some specific spectra from the simulated sample of molten debris made by sintered oxide of Zr and U is successfully observed under water condition or strong radiation field.