Laser remote analysis for in-core and in-situ monitoring of debris in decommissioning of Fukushina Daiichi Nuclear Power Station

福島第一原子力発電所廃炉措置におけるデブリのレーザー利用炉内その場遠隔分析

若井田 育夫  ; 大場 弘則  ; 赤岡 克昭 ; 大場 正規 ; 宮部 昌文   ; 松本 歩

Wakaida, Ikuo; Oba, Hironori; Akaoka, Katsuaki; Oba, Masaki; Miyabe, Masabumi; Matsumoto, Ayumu

耐放射線性光ファイバーを用いたLIBS法が元素の炉内その場遠隔分析法として開発され、水中または10kGy/hの高放射線環境下でその性能が確認された。ロングパルスレーザーによるLIBS、マイクロ波支援LIBS等による信号強度の増強、溶液試料への適用が示された。100nsに及ぶロングパルスレーザーでは、ファイバーへのより高いエネルギー伝送と信号増強が、マイクロ波LIBSでは、大気中の観測で数十倍以上の信号強度の増倍が見られた。溶液への応用では、液体薄膜の利用により高感度化が実現した。

Radiation resistant optical fiber based laser induced breakdown spectroscopy (Fiber LIBS) is developed for in-core and in-situ elemental analysis of debris and its activity is performed under severe environmental conditions such as high radiation field of about 10 kGy/h and under water. Long pulse laser, microwave assisted LIBS for more high sensitivity and liquid sample application are also introduced. Long-pulse laser with the pulse duration about 100 ns will be introduced to compensate the delivery power loss and/or to enhance the emission signal. microwave assisted LIBS technique coupled with simple antenna for the combination use with fiber LIBS will be under developing, and about ten times enhancement was observed under the atmosphere condition. For the application to the liquid phase sample, especially for the analysis of the polluted cooling water, the thin-sheet liquid jets will be also introduced as the convenience and high sensitive monitoring for dissolved elements of nuclear fuel debris.