Fabrication techniques of the sample supporting jigs for post irradiation examination with 3 dimension printer

3Dプリンタによる照射後試験冶具の造形

宮井 博充 ; 鈴木 美穂; 金沢 浩之

Miyai, Hiromitsu; Suzuki, Miho; Kanazawa, Hiroyuki

日本原子力研究開発機構の燃料試験施設では、原子力発電所で照射された燃料の健全性や安全性評価のための照射後試験を実施している。照射後試験の試料は小さく形も様々であることから、マニプレータによる試料の取扱いを容易にするため、試料形状に合わせて作られた様々な治具が用いられている。冶具は従来機械加工により作られている。今回、治具の寸法精度を向上させるとともに製作時間を短縮することを目的として、3Dプリンタを用いたPLA樹脂製の治具の造形を試みた。当該3Dプリンタの造形精度については、造形物寸法は設計寸法より凹部では小さく、凸部では大きくなる傾向のあることが分かった。このことから目的とする寸法の造形物を作る際は、この傾向を考慮した設計寸法にする必要がある。また、治具へのカーボン蒸着性は良好で、治具は走査型電子顕微鏡(SEM)観察にも適用できることが分かった。そして治具は研磨やエッチング工程に対しても問題はなく、金相試験用の治具としても用いることができることが分かった。

In the Reactor Fuel Examination Facility (RFEF) of Japan Atomic Energy Agency (JAEA), Post Irradiation Examinations (PIEs) have been carried out for a long time in order to verify the reliability and the safety of the nuclear fuels irradiated in nuclear power plants. Samples for the PIEs are small and have various shapes. In order to facilitate the handling of the samples using a manipulator, the several kinds of jigs have been used for PIEs at RFEF. Those jigs are usually manufactured by machining process. We tried to make the jigs, which is PLA resin, with 3D printer and instead of machining process for the reduction of the manufacturing time and the improvement of the dimensional accuracy of the jig this time. It became clear that the actual dimensions of the jigs manufactured with 3D printer were roughly smaller at the concave section and larger at the convex section compared with the dimensions of the plan. So it is necessary to make a plan for the jigs after consideration of the characteristic of the 3D printer. The jigs can be applied to SEM observation, because the deposition of carbon film onto the jigs was well. And the jigs can be used to for the metallography, because the jigs were applicable without any harmful effects on polishing and etching processes.