光技術による原子炉計装系の研究, 原子力基礎研究 H10-041(委託研究)

中澤 正治*; 高橋 浩之*; 福田 大治*

JAERI-Tech 2002-019, 30 Pages, 2002/03

JAERI-Tech-2002-019.pdf:1.6MB

光技術を応用した原子炉計装系の構築を目的に、キイコンポーメントとなる光ファイバの放射線による誘起伝送損失の評価を行うとともに、光ファイバをセンサとして使用した場合の測定精度,時間応答性,放射線下での寿命評価など基礎特性の評価を行った。誘起伝送損失の評価を行ったフッ素ドープ型光ファイバは、照射量に対し線では飽和傾向を示すが、中性子照射では増加傾向を示した。原子炉環境での利用にはこの点に注意しなければならない。光ファイバセンサの評価は、ラマン散乱型温度分布センサ(RDTS)及びファイバブラッググレーティング(FBG)について行った。RDTSは一年以上にわたり東大弥生炉に設置し評価した結果から、雰囲気温度の測定や異常監視系として十分適用可能であることが確認された。FBGに対しては高速中性子及び線の照射を行い、基礎特の評価を行った結果、配管領域で十分に利用可能であることが確認された。光ファイバ及び光ファイバセンサは、原子力プラントへの適用が可能であり、計装系の軽量化によって安全性の向上に寄与できるものと期待される。

身近な熱形放射計を目指して; 微細加工を駆使した新型センサ及び新規黒体材料の技術開発

雨宮 邦招*; 越川 博; 八巻 徹也; 前川 康成; 蔀 洋司*; 木下 健一*; 沼田 孝之*; 田辺 稔*; 福田 大治*

no journal, , 

熱形放射計では、すべての光を反射なく吸収するとともに、それにより生じた温度変化を高感度に検出することが重要である。従来の光吸収体は広帯域であるものの脆くて扱いづらく、また熱電温度センサーの感度も十分ではなかった。そこで本研究では、最新の微細加工技術を駆使して、機械的強度を有した光吸収体材料と低ノイズの温度センサーを開発した。光吸収体については、イオンビーム照射により高分子の表面に微細錐体構造を形成した後、炭素系黒色材で被覆することで、紫外-近赤外域の反射率を1%にまで低減できる見込みである。この新規光吸収層は、エアブローやテープ剥離試験による影響がないことも確認された。一方、温度センサーとしては、温度上昇によって生じる熱変形を高感度で検出できるバイメタルMEMS方式を採用することによって、理論限界に近い検出感度を達成しつつある。