高出力密度連続波ファイバーレーザー光の高速掃引と高速動画を用いたレーザー除染メカニズムの研究,1; コンクリートのレーザー除染

Laser decontamination mechanism using high-speed scanning of high-power density continuous wave fiber laser and high speed camera, 1; Laser decontamination of concrete surface

小菅 淳  ; 峰原 英介*

Kosuge, Atsushi; Minehara, Eisuke*

福島第一原子力発電所を含む原子炉の廃止措置において、建屋などに多く用いられている汚染されたコンクリートの除染を効率的に行う事で放射性廃棄物の量を減らし、保管コストを大幅に下げる事が可能となる。しかし、一般的に用いられている除染手法では、作業者の放射線被ばく、除染係数が小さく、放射線残留物が多量に残り、また多量の二次廃棄物が発生する。それに対しレーザー除染は、非接触で、遠隔操作が可能で、特に除染係数100%が可能であり、二次廃棄物の発生を大幅に抑制する事ができる事を示してきた。コンクリート表面にレーザーを照射すると、照射条件により表面が溶融するガラス化と熱破砕,水分,炭酸塩等の爆裂が起こると言われている。本研究では、高出力密度連続波ファイバーレーザーの高速掃引を用いてコンクリート表層の経時的表面剥離メカニズムの解明のため高速カメラなどを用いた観測について説明する。

In the decommissioning of nuclear reactors, it is possible to reduce the amount of radioactive wastes and significantly reduce the storage cost by efficiently decontaminating the contaminated concrete used in the reactor building. Conventional decontamination methods have some disadvantages. Laser decontamination has been shown to be non-contact, remote-controlled, especially capable of a decontamination coefficient of 100%, and significantly suppresses the generation of secondary wastes. Irradiation of the concrete surface with a laser causes the formation of a glass layer on the surface, thermal fracturing, and an explosive fracture by water and carbonate. In this study, we explain observations for elucidating the surface peeling mechanism of the concrete surface layer using high-speed scanning of a high-power density continuous-wave fiber laser.