高出力密度・高速掃引レーザー除染技術の開発,1; 実験による金属表面剥離評価

Development of high-power density, high-speed scanning laser decontamination technology, 1; Experimental evaluation of metal surface delamination

小菅 淳  

Kosuge, Atsushi

運転期間を終えた原子炉の廃止措置において大量の放射性廃棄物が発生する。原子炉配管などの金属部品を効率的に除染を行うことにより、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。レーザーを用いる除染は、非接触で、遠隔操作が可能であり二次廃棄物の発生を大幅に抑制することができる。我々は、主に金属を対象として、高パワーの連続波ファイバーレーザーを小さいスポット径に集光し、高出力密度で高速掃引することにより瞬時的な蒸発を用いたレーザー除染技術の開発を行っており、実験的評価と解析的評価を行っている。本発表では、様々なレーザー照射条件で試料にレーザーを照射し、金属剥離の表面観察とともに断面測定により溶融深さの観察を行った。また、試料表面に模擬除染材として蛍光塗料を塗布し、蛍光スペクトル強度を測定することにより模擬的な除染試験を行い、レーザー照射条件による除去量の変化を調べた。

Decontamination using lasers is non-contact, can be operated remotely, and can significantly suppress secondary waste generation. We are developing a laser decontamination technique using instantaneous evaporation by focusing a high-power continuous-wave fiber laser to a small spot size and sweeping it at high speed with high power density, and are conducting experimental and analytical evaluations. In this presentation, samples were laser irradiated under various laser irradiation conditions, and the depth of melting was observed by cross-sectional measurement and surface observation of metal ablation. Simulated decontamination tests were also conducted by measuring fluorescence spectral intensity using fluorescent paint as a simulated contaminant, and changes in the amount of removal due to laser irradiation conditions were investigated.