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涌井 遼平; 北垣 徹; 樋口 英俊; 小泉 健治; 竹内 正行; 鷲谷 忠博
no journal, ,
使用済高速炉燃料集合体の再処理工程では、特殊ステンレス製の金属容器(ラッパ管)の一部を切断し、内部に収納されている燃料ピンを取り出す技術(解体)が必要である。過去に原子力機構では、ラッパ管の切断技術としてレーザ法を検討し、CO
レーザやYAGレーザを用いた模擬燃料集合体の解体技術開発を実施した。その結果、ドロスによるラッパ管と燃料ピンの溶着、燃料ピンの損傷等の課題が確認された。これらの課題は、大焦点径による過剰切断(ドロス発生量過多)が原因であるが、当時のレーザ技術では小焦点化が困難なため課題の解決に至らず、以後の研究開発においては切断砥石を用いた機械式切断法の開発を進め、技術的な成立性を確認した。しかしながら近年、レーザ技術は目覚ましい発展を遂げ、従来のレーザに比べ極めて細い焦点径を有するシングルモードファイバーレーザが登場した。われわれはその先端技術に着目し、解体分野への適用性を評価することとした。本研究では、小焦点径によるラッパ管切断量の低減化を目的として、おもに発振器性能(ビーム特性)の影響評価を中心に基礎的試験を行い、カーフ幅,ドロス発生量及び性質等の違いを検証した。その結果、SMFLを用いることでカーフ幅の狭い切断、すなわちドロス発生量の低減が可能となり、加えてPWとの相乗効果でより一層の低減化が促進され、溶着等の従来課題を改善できる見通しを得た。
大道 博行
no journal, ,
ファイバーレーザを中心にレーザの高出力化,高性能化が進み、原子力プラント運転・保守技術等への適用範囲が広がりつつあり、原子炉の廃止措置への適用可能性も高まりつつある。また福島第一原子力発電所の事故処理にあたって、遠隔モニターと遠隔制御性を利用した修復技術などへの適用も期待されている。以上の現状,課題について紹介する。
西村 昭彦; 伊東 富由美; 寺田 隆哉; 島田 幸洋
no journal, ,
平成19
21年にかけての原子力システム研究開発事業では、FBR伝熱管の溶接部分を渦電流探傷により検査し、発見した割れをファイバレーザ溶接により補修する新型プローブシステムを開発した。この技術を発展させ、ファイバスコープによる目視観察とパルスレーザによるLIBS分光分析が可能な新型プローブシステムの開発を進めている。これにはレーザと画像及び分光技術を統合するカップリング装置が重要である。本報告では、パルスレーザによるLIBS分光技術と光ファイバによる狭隘部分の映像観察技術を組合せを行う。これにより、装置本体とプローブ先端に10m以上の距離を設けることができる。プローブ先端は、100Sv/hrを超える高放射線量の福島第一原子力発電所損傷炉心内部に挿入する。これまで、光ファイバによる観察とLIBS分析を行い、ステンレス,銅,アルミニウム,低クロム鋼など種々の金属を判別が可能であることが判明している。
寺田 隆哉; 西村 昭彦
no journal, ,
伝熱管に発生した配管減肉のレーザ肉盛り溶接補修技術の開発に取り組んでいる。原子力機構がこれまでに高速増殖炉熱交換器の保守保全技術目的として開発した複合型光ファイバ、カップリング装置による観察、レーザー溶接技術に加え、新たにレーザートーチ及びワイヤ送給装置を開発した。レーザートーチは外径15mmの円筒形で、先端に誘電多層膜を蒸着した銅ミラーを装着、複合型光ファイバに装着することで1インチ伝熱管内壁の観察と表面への300Wのファイバレーザー光の照射が可能である。ワイヤ送給装置は
0.4mmの溶接ワイヤを1-10mm/sで送給できる。また、レーザートーチと組合せることでレーザー照射位置に正確に溶接ワイヤを送給可能である。現在はモデルプラントである化学プラントの現場での肉盛り補修を目指し、最適な溶接条件の模索、要素技術の改良高度化を行っている。本研究の技術は高経年化した軽水炉や新型炉の保守保全への応用が期待される。