高速実験炉「常陽」における原子炉容器内保守・補修技術開発; 高耐放射線ファイバスコープの開発(共同研究)

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、200C環境で510Gy照射後でも観察できる見通しが得られた。

ナトリウム冷却型高速炉の原子炉容器内観察・補修技術の開発,5-3; 高速炉の炉容器内観察のための高耐放射線性ファイバスコープの開発,3

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。