廃水処理室の廃止措置実施報告書(その2); 放射線測定編

山本 啓介; 中川 拓哉; 下条 裕人; 木島 惇; 三浦 大矢; 小野瀬 芳彦*; 難波 浩司*; 内田 広明*; 坂本 和彦*; 小野 千佳*; et al.

JAEA-Technology 2024-019, 211 Pages, 2025/02

JAEA-Technology-2024-019.pdf:35.35MB

日本原子力研究開発機構(以下、「JAEA」という。)核燃料サイクル工学研究所旧ウラン濃縮施設は、遠心分離法によるウラン濃縮技術を確立させるための技術開発を本格的に行う目的で建設された施設であり、単機遠心分離機の開発、遠心機材料の開発及び遠心機によるウラン濃縮処理を主に実施したG棟及びG棟に付属するH棟、遠心分離機の小規模カスケード試験を行っていたJ棟、遠心分離機の寿命試験を行っていたL棟、その他ウラン貯蔵施設、廃棄物保管施設、廃水処理施設など複数の施設で構成されていた。これらの施設におけるウラン濃縮技術開発は、開発技術の日本原燃(株)のウラン濃縮工場及びウラン濃縮技術開発センターへの技術移転が完了し、JAEAにおける技術開発の当初の目的が達成されたため、平成13年に終了した。廃水処理室は、昭和51年に建設され、旧ウラン濃縮施設で発生した放射性廃水の処理を行ってきたが、平成20年度に廃水処理室以外の施設に廃水処理設備が整備されて以降は、施設のバックアップ的な位置づけとして維持管理されてきた。さらに、昨今においては、他の施設における廃水処理の実績等からバックアップとしての必要性が無くなり、施設も建設後約48年が経過し、老朽化も進んでいたことから、施設中長期計画に基づき同施設を廃止措置することになり、令和3年11月から令和5年8月に内装設備の解体撤去を行った。本報告は令和5年9月から令和6年3月に行った管理区域解除のための放射線測定に係る実積と関連する知見をまとめたものである。

Potential for remote controllable systematization of the method of testing reinforced concrete using guided-wave on rebar

古澤 彰憲; 西村 昭彦; 竹仲 佑介; 村松 壽晴

Proceedings of International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research (FDR 2019) (Internet), 4 Pages, 2019/05

本報告では、超音波ガイド波を用いた鉄筋コンクリートの検査法とその遠隔操作可能なシステム化への可能について報告する。具体的には、レーザーによって鉄筋コンクリートの鉄筋を伝播する超音波を励起して、腐食事象の進展に伴って変化する波形から腐食劣化の検出が可能であるか実験的に検証した。実験に用いた試験体は、鉄のロッドとその周囲にモルタルを塗布することで作成し、一方は電解腐食法によって腐食劣化させた。腐食の進展に伴って発生する超音波信号の変化の解析の結果から、周波数領域において顕著な信号の変化がみられることが確認できた。これらの実験結果に係る考察と遠隔操作可能な検査システム化への展望について報告する。

Ultrasonic guided wave approach for inspecting concave surface of the laser butt-welded pipe

古澤 彰憲; 西村 昭彦; 武部 俊彦*; 中村 将輝*; 竹仲 佑介*; 西條 慎吾*; 中本 裕之*

E-Journal of Advanced Maintenance (Internet), 9(2), p.44 - 51, 2017/08

http://www.jsm.or.jp/ejam/Vol.9No.2/AA/AA127/AA127.html

本論文では、配管のレーザー突合せ溶接に対して超音波ガイド波検査法が適用可能であるかを調査する。10種類の異なる溶接条件で作成した突合せ溶接配管試験体に対して超音波ガイド波試験を行い、検査信号の解析を行った。励起した超音波ガイド波はTモードガイド波であって、その励起と受信にはEMATを使用した。試験で得られたガイド波信号を解析することで溶接不良部からのガイド波検出信号が明瞭に測定される一方、十分に溶け込んだ溶接部からは反射信号がなく、突合せ溶接された溶接部の状況とガイド波検出信号に相関があることを確認し、超音波ガイド波検査法はレーザー突合せ溶接に対して適用可能性があることを示した。

福井県における原子力機構によるレーザー研究開発と産業振興

古澤 彰憲; 竹仲 佑介*; 西村 昭彦; 水谷 春樹; 村松 壽晴

日本保全学会第14回学術講演会要旨集, p.479 - 480, 2017/08

本報告では、原子力機構福井支部における、レーザー応用研究と産業振興について述べる。産業振興はプラント保全保守技術の発展および廃炉技術の確立のため不可避であり、長期的な視点をもって戦略的に取り組むべき課題である。原子力機構福井支部ではその視点に基づいてこれまでに、産業振興と産業界との技術交流を促進する公開セミナー活動を行ってきた。ここでは平成29年度における同セミナーで紹介した課題のうち特にレーザー応用研究開発に関するものの紹介を行い、最後に我々の目指すところと重要な視点について述べる。

An Approach for remote nondestructive testing method for concrete structure using laser-generated ultrasonic

古澤 彰憲; 西村 昭彦; 竹仲 佑介*; 中村 香織*

Proceedings of 54th Annual Meeting of Hot Laboratories and Remote Handling (HOTLAB 2017) (Internet), 6 Pages, 2017/00

http://hotlab.sckcen.be/proceedings

福島第一原子力発電所の廃炉作業は東日本大震災以降、原子力機構の最も重要な課題の一つである。廃炉作業は今後数十年に渡り行われ、その作業性を担保するために原子力発電所のコンクリート構造物の検査・監視・保全保守技術は重要かつ不可避であり、精力的に推進する必要がある。最近の報告でもコアコンクリート反応によるコンクリート構造物の劣化状況を推定することは難しいとされている。加えて海水注入による鉄筋の腐食が進行していることは明らかであり、既存のコンクリート検査法が遠隔操作に適していないことから新たな鉄筋コンクリート検査方法を考慮するべきである。鉄筋コンクリートの劣化プロセスの中で、鉄筋-コンクリート間の隙間や密着性の低下が発生する。この事象に注目して我々は新しい鉄筋コンクリートの検査法が開発できないかと着目した。具体的には鉄筋コンクリート中の鉄筋にレーザーを照射することでレーザー生成超音波を発生させ、鉄筋中を伝播させる。伝播させ、内部の劣化情報を得た超音波波形を遠方のLDVで測定する。今回は、これらの隙間や密着性の低下が鉄筋を伝播する超音波にどのような影響を与えるのか実験的に調査したので報告する。

Demonstration of heat resistant fiber Bragg grating sensors based on femtosecond laser processing for vibration monitoring and temperature change

西村 昭彦; 竹仲 佑介*; 古山 雄大*; 下村 拓也; 寺田 隆哉; 大道 博行

Journal of Laser Micro/Nanoengineering, 9(3), p.221 - 224, 2014/11

https://doi.org/10.2961/jlmn.2014.03.0007

耐熱FBGセンサをフェムト秒レーザー加工により製作し、原子炉配管の高温に適用した。このセンサを鋼板表面に実装し、共振条件での振動試験を実施した。本センサの耐熱性能は600Cである。安定化波長可変レーザーを使用して原子炉の日常点検のモニタとして利用できることを試験した。このセンサを繰り返し歪み計測を行なえるよう振動鋼板に取り付けた。溶接、ロウ付け、半田付け、そして貴金属接着剤など、各種の取り付け方法について議論した。

Demonstration of heat resistant Bragg grating by femtosecond laser processing for vibration monitoring

西村 昭彦; 竹仲 佑介*; 古山 雄大*; 下村 拓也; 寺田 隆哉; 大道 博行

Proceedings of 1st Smart Laser Processing Conference 2014 (SLPC 2014), 4 Pages, 2014/04

耐熱FBGセンサがフェムト秒加工により製作された。これらセンサを原子炉配管に適用するために、高温での振動試験が試みられた。このFBGセンサは600Cでの耐熱性能を示した。波長可変レーザーを用いた周波数安定化検出システムが試験された。これは原子炉での日常点検における構造健全性の確認に役立つ。このFBGセンサは振動により歪が誘起された鋼板の上に取り付けられた。FBGセンサの金属モールドのため、溶接、ロウ付け、貴金属微粒子接着剤について考察を行った。

Laser ultrasonic approach for detecting a deteriorated rebar in concrete

古澤 彰憲; 西村 昭彦; 竹仲 佑介*

no journal, , 

経済成長期に竣工されたコンクリート構造物の多くは、今後20年で築50年を迎える。これらコンクリート構造物に対する保全保守・監視技術の開発が重要であることは論をまたない。原子力機構でも鉄道トンネルのコンクリートを対象に、レーザー生成超音波を用いた高速検査法の研究・開発を外部研究機関と協力して行ってきている。しかしながら、この鉄道トンネルコンクリートの高速検査方法は、コンクリート表面のクラックを主な検査対象としており、コンクリート深部や鉄筋の検査までは考慮していない。今回の報告では、レーザー生成超音波を用いたコンクリート中の鉄筋の劣化事象の検出方法に関する新しい提案を行う。鉄筋コンクリートの鉄筋にパルスレーザーを照射し鉄筋を伝播する超音波を励起し、他方の鉄筋端でその超音波波形を受信する。得られた超音波波形の解析を行い、コンクリート中の鉄筋の状態に関する情報を抽出する。

突合せ配管内壁からのレーザ溶接部分に対するEMAT探傷の試み

古澤 彰憲; 西村 昭彦; 鳥本 和弘; 竹仲 佑介*; 西條 慎吾*; 外山 亮治*

no journal, , 

本報告の目的は、超音波ガイド波の突合せ溶接配管のレーザ溶接船の検出および評価への適用可能性を検討することである。最初に、4つの突合せレーザ溶接試験配管を作成する。作成された試験用配管は配管内部よりレーザトーチを用いて突合せ溶接した。うち2つは溶接品質を高く、残り2つの溶接品質は低くし、配管肉厚をそれぞれ2種類用意した。次に、配管のレーザ溶接線検出実験を行った。実験にはT(0,1)モードガイド波を用い、その励起、測定には電磁超音波探触子アレイを用いた。最後に、実験結果および得られた重要事項について考察し、配管の突合せレーザ溶接線検出および非破壊評価へ超音波ガイド波が適用可能であるか議論する。

耐熱FBGセンサのレーザー熱加工によるSUS鋼材への固定の試み

西村 昭彦; 寺田 隆哉; 竹仲 佑介*; 下村 拓也; 大道 博行

no journal, , 

2007年の能登半島地震以来、原子力施設の耐震モニタリング技術向上を目的として、高温下で長寿命の振動センサの開発を実施している。これまでの開発で、超短パルスレーザーの点描により製作したFBGセンサは600度の高温に耐える。耐熱接着剤による鋼材への貼り付けと振動計測にも成功した。実用化のためには原子力施設の現場での施工性と長期間の信頼性の両方を満たすセンサ装着方法が必要不可欠であり、ファイバを金属モールドで固定することが最適と考えた。超短パルスレーザー加工により製作したFBGセンサをSUSプレートにレーザー加熱により埋め込みをおこなった。FBGセンサを固定した金属モールド部分を中心に10mm直径に224Wのレーザー照射を行うことで、加熱開始から10秒後に6.7nmの反射ピークシフトが得られた。これは温度に換算すると558度となる。講演では周波数安定化波長可変レーザー光源を使用して、600度の温度で500Hzの振動を捉える計測システムと流体計測への応用について報告する。