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内藤 裕之; 板垣 亘; 岡崎 義広; 今泉 和幸; 伊藤 主税; 長井 秋則; 北村 了一; 社本 尚樹*; 竹島 由将*
JAEA-Technology 2012-009, 100 Pages, 2012/05
JAEA-Technology-2012-009.pdf:9.89MB
本研究では、高速炉の炉内観察に使用するための耐熱性・耐放射線性に優れたファイバスコープを開発することを目的として、ファイバスコープの構成要素であるイメージファイバとライトガイドファイバの高温環境における耐放射線性向上策の検討と、照射試験によるファイバスコープの構成要素の照射特性の評価を実施した。ファイバの耐放射線性については純粋石英コアのファイバが優れており、不純物によって耐放射線性が左右されることがわかっている。また、光の一部はクラッドを通過するため、クラッドについても耐放射線に優れた材料にする必要がある。そこで、コアをOH基1,000ppm含有の純粋石英,クラッドをフッ素ドープ石英とすることで耐放射線性の向上を目指した。照射試験の結果、コアのOH基含有量を1,000ppmに増加したことで伝送損失の増加につながる照射による新たなプレカーサ生成を抑制できていることが確認できた。クラッドについても、フッ素ドープ石英クラッドは樹脂クラッドより伝送損失増加量や増加速度を大きく改善することができた。本研究の結果、イメージファイバ及びライトガイドファイバのコア材についてはOH基を1,000ppm含有する純粋石英,クラッド材についてはフッ素ドープ石英とし、これらでファイバスコープを構成することより、200
C環境で5
10
Gy照射後でも観察できる見通しが得られた。
高広 克巳*; 竹島 直樹*; 川面 澄*; 永田 晋二*; 山本 春也; 鳴海 一雅; 楢本 洋
JAERI-Review 2001-039, TIARA Annual Report 2000, p.188 - 189, 2001/11
窒素イオン注入によるガラス状炭素の表面改質の研究において、表面粗さの増大が問題になった。そこで、非晶質炭素の結合状態を変更するため、水素イオンの追加注入による効果を調べた。実際の実験では、水素イオン注入の代わりに重水素イオンを注入して、結合状態と表面粗さとの相関を調べた。その結果、炭素-窒素の結合状態は表面粗さの増大に関係し、一方水素を付加的に導入すると、炭素,窒素及び水素が3元系の化合物を作り、その結果表面平滑性が保たれることを見出した。
川面 澄*; 竹島 直樹*; 寺澤 昇久*; 青木 康; 山本 春也; 梨山 勇; 鳴海 一雅; 楢本 洋
JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.188 - 190, 1999/10
MeV/uの軽イオン及び重イオンをNi, NiO, Cu, CuOに照射して、放出されるLX線の微細構造を調べ、内殻電子の励起過程及び外殻電子の内殻空孔への脱励起過程に対する化学結合効果の影響を調べた。得られたLX線スペクトルはイオン種によって異なり、重イオンの多重電離による衛星線及び超衛星線によるスペクトルの変化が観測された。また、L
, L
X線スペクトルは明らかに標的に依存する違いが見いだされた。これは、最外殻の3d電子が遷移に関与するために大きな化学結合結果が現れる結果だと考えられる。
川面 澄*; 竹島 直樹*; 寺澤 昇久*; 青木 康*; 山本 春也; 梨山 勇; 鳴海 一雅; 楢本 洋
JAERI-Review 99-025, TIARA Annual Report 1998, p.188 - 190, 1999/10
MeV領域の
H
, 
He, 
CイオンをCu, CuO, Ni, NiOに入射して、内殻多重電離過程で誘起されるX線スペクトルの精密測定を行い以下の結論を得た。(1)Cu原子からのLX線の測定では、たとえばターゲットがCuとCuOとの場合に、L
線, L
線のエネルギー領域で顕著な違いが見られた(2.5MeV He入射の場合)が、定量的評価が必要。(2)入射イオンの原子番号が増すと、エネルギー/核子をそろえた場合でも、特性X線のほかにいわゆる衛星線の発生によりスペクトルが複雑化する。そこで多重電離過程を利用した化学シフトの研究では、ターゲットとの組合せを考慮した入射イオンの選択が重要になる。
内藤 裕之; 板垣 亘; 伊藤 主税; 岡崎 義広; 長井 秋則; 社本 尚樹*; 竹島 由将*
no journal, ,
高速炉の炉容器内を観察するため耐熱性・耐放射線性に優れた観察装置が必要であり、510Gy/hの照射まで使用可能なファイバスコープを開発している。現状の耐放射線性ファイバスコープは、石英のコア及びクラッドからなるイメージファイバと、石英コアとアクリレート系樹脂クラッドからなるライトガイドファイバから構成されるが、「常陽」炉内観察での使用経験を踏まえ、ライトガイドファイバのクラッドを樹脂から放射線損傷に強い石英へ変更する。また、石英ファイバは近赤外域に吸収ピークがないことから、近赤外線を用いたイメージングを検討する。また、可視光については、光源の光量増加,コアへのOH基添加量増加による伝送損失抑制,撮像素子の感度向上を検討する。コバルト60線源を用いた510Gy/hの
線照射試験により、ライトガイドファイバの材質変更による改善効果を確認した。また、近赤外線のイメージファイバ透過光量の損失もほとんどなく、光源,カメラ等の赤外線イメージングデバイスの選定や赤外線による発熱対策等を検討していく。可視域についても検討を進め、高速炉の炉内観察技術の高度化を目指す。
内藤 裕之; 板垣 亘; 伊藤 主税; 北村 了一; 社本 尚樹*; 竹島 由将*
no journal, ,
「常陽」炉心上部機構の交換における炉容器内の監視に用いることを目標に、200Cの高温環境下で50万Gyまで使用可能なファイバスコープを開発している。高純度石英イメージファイバの線照射試験結果について、非架橋酸素正孔センターによるカラーセンターの生成をモデル化することにより、OH基含有量増加による放射線環境下の伝送損失増加の抑止効果を考察した。その結果、カラーセンター生成方程式の近似解を用いて実験値を良好に再現することができ、高純度石英イメージファイバのOH基含有量を1000ppmまで増加させることにより、初期の伝送量は低下するが、50万Gyの高線照射においても伝送損失の増加を1.5dB/m以下に抑止できる見通しを得た。今後は、線照射による影響として、分解能,コントラスト等の画質や機械強度を評価し、本ファイバスコープを高速炉の炉内補修に実用化する予定である。
内藤 裕之; 板垣 亘; 岡崎 義広; 今泉 和幸; 北村 了一; 社本 尚樹*; 竹島 由将*
no journal, ,
高速炉の炉容器内観察に長時間使用できる耐熱・高耐放射線ファイバスコープの開発を行った。本ファイバスコープは200Cの高温環境下で従来より1桁高い510Gyまで使用できることを目標とした。純粋石英コアイメージファイバのコアのOH基含有量を従来の200ppmから1000ppmに増加することで耐放射線性の向上を図り、高崎量子応用研究所のコバルト60線照射施設において線照射試験を実施してその効果を確認した。白色光源とスペクトルアナライザを用いた透過光強度の測定結果とカラーセンター形成モデルを用いた評価により、伝送損失の増加を照射量510Gyにおいて0.9dB/m以下に抑止できる見通しを得た。また、ファイバの機械強度については、照射前と照射後の引張強度に大きな変化は見られず、被覆材の劣化がほとんど見られないことから、炉内で使用するのに十分な強度を有していることを確認した。以上より、目標とする200C, 510Gyまで使用できる見通しを得た。
