福島第一原発における燃料デブリ取出しへのレーザー応用技術開発

羽成 敏秀

no journal, , 

福島第一原子力発電所炉内には、溶融した燃料と炉内構造物が冷え固まって生成された燃料デブリが存在していることが、TMI事故時の知見から示されており、形状不定、多成分、高硬度、多孔質などの特徴を有していると考えられる。原子力機構では、対象物の幾何形状、機械的特性などに応じてレーザー光による溶断・破砕が常に適切に行えるよう、熱放射の光信号に基づいてレーザー光照射条件などの可制御パラメータを調整する適応制御システムの開発を進めている。発表者は、レーザー光連続照射による金属の溶断特性やレーザー光パルス照射による高硬度アルミナの破砕特性を実験を通して評価し、システムの基礎的知見を得た。さらに、厚板金属に対するレーザー溶断適応制御システムを構築して熱放射の光信号を基に制御を行い、溶断性能の低下を検知して回復動作を行えることが確認できた。これらより、金属の溶断特性、アルミナの破砕特性からレーザー光の照射条件の変更により多成分体への適用が可能であることの見通しが得られた。また、レーザー出力とアシストガス圧力を制御することで、溶断プロセスを安定化できる見通しが得られた。