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遠山 伸一; 峰原 英介*
デコミッショニング技報, (56), p.55 - 65, 2017/09
若狭湾エネルギー研究センター(WERC)ではレーザー技術の産業応用として、大強度ファイバーレーザーを用いた鋼材切断技術開発を行ってきた。現在は今後の国内の原子力発電所の営業停止に伴う原子力施設廃止措置に適用するための解体切断と除染について並行して技術開発を行っている。原子力施設廃止措置は、世界的にもその技術は開発途上にあるが、必要性が増しており技術開発の進展が待たれている。ファイバーレーザーは、他のレーザーと比較し取扱いが容易で、飛躍的な熱密度等の性能向上に伴い切断性能や剥離性能を持つ機器を開発することによって2次汚染や被ばくの抑制が可能となる。本報告では、原子炉解体のための厚板切断技術開発と高線量下でも稼働する除染機開発の最近の成果について、鋼材や機器の切断試験や構成機器の耐放射線試験結果を交えて示す。
岡田 純平; 西野 紗樹; 照沼 龍輝; 高橋 直樹; 磯前 日出海
no journal, ,
再処理施設の廃止措置を安全かつ効率的に進めるためには、一部の粉末系グローブボックス(以下、「GB」という)内に滞留するMOX粉末の回収が必要であるが、従来技術ではその過程において大量の二次廃棄物が発生するという課題があった。そこで、本研究では前述した課題解決のため、レーザーによる粉末回収技術に着目した。現在、レーザー除染は原子力発電所において、高いレーザーパワー密度で照射が行われているが、激しい火花が発生するためGB内での適用は難しい。そこで、GB内でレーザー除染を適用できる条件を検討した。粉末系GB内MOX粉末調査結果を踏まえて、保守的な模擬試験体を作製し、レーザー照射試験を実施した。その結果、レーザーパワー密度を低下させても、付着物の除去が可能であり、火花の発生を低減できたことから、GB内へレーザー除染を適用できる見通しが得られた。
木曽原 直之; 峰原 英介*; 小菅 淳
no journal, ,
廃止措置に係る研究の一環としてレーザー除染研究を令和3年度から立ち上げており、その研究計画について敦賀総合研究開発センター報告会で説明するものである。
小菅 淳; 峰原 英介*; 猿田 晃一
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の事故により汚染された機器類を廃棄する場合、除染を行う必要がある。現在一般的に用いられている除染方法では、多量の二次廃棄物が発生するという課題がある。レーザーを用いる除染は、非接触であり二次廃棄物の発生を大幅に抑制することができる。本研究では、連続波ファイバーレーザーを用いて瞬時に蒸散させ剥離させる手法を用い、高速度カメラを用いて金属表面の剥離の時間変化の観察を行った。
小菅 淳; 峰原 英介*; 猿田 晃一
no journal, ,
2011年、東京電力福島第一原子力発電所で発生した事故では、原子炉の炉心の損傷や原子力発電所の損傷により放射性物質が放出され、周辺地域で環境汚染を引き起こした。この事故により汚染された機器類を廃棄する場合、除染を行う必要がある。現在、一般的に用いられている機械的除染や化学的除染では、作業者を放射線にさらす可能性があり、また多量の二次廃棄物が発生するという課題がある。それに対しレーザーを用いる除染は、非接触で、遠隔操作が可能であり二次廃棄物の発生を大幅に抑制することができる。本研究では、連続波ファイバーレーザーを用いて瞬時に蒸散させ剥離させる手法を用い、高速度カメラを用いて金属表面の剥離の時間変化の観察を行った。さらに、放射性物質で汚染された福島県南相馬市に設置されていた分析装置の部品をこのレーザー除染の手法を用いて除染試験を行った。
小菅 淳; 峰原 英介*
no journal, ,
福島第一原子力発電所を含む原子炉の廃止措置において、建屋などに多く用いられている汚染されたコンクリートの除染を効率的に行う事で放射性廃棄物の量を減らし、保管コストを大幅に下げる事が可能となる。しかし、一般的に用いられている除染手法では、作業者の放射線被ばく、除染係数が小さく、放射線残留物が多量に残り、また多量の二次廃棄物が発生する。それに対しレーザー除染は、非接触で、遠隔操作が可能で、特に除染係数
100%が可能であり、二次廃棄物の発生を大幅に抑制する事ができる事を示してきた。コンクリート表面にレーザーを照射すると、照射条件により表面が溶融するガラス化と熱破砕,水分,炭酸塩等の爆裂が起こると言われている。本研究では、高出力密度連続波ファイバーレーザーの高速掃引を用いてコンクリート表層の経時的表面剥離メカニズムの解明のため高速カメラなどを用いた観測について説明する。
小菅 淳; 峰原 英介*
no journal, ,
原子炉の廃止措置において、建屋などの汚染されたコンクリートの除染を効率的に行う事で放射性廃棄物の量を減らす事ができる。本研究では、我々が金属を対象とした手法である、レーザーを高出力密度で集光し高速掃引することで瞬時的な蒸発を用いた手法を用いて、コンクリート表層の表面剥離メカニズムの解明のための高速カメラなどを用いた高速現象の可視化を行い、より効率的なコンクリート表面の除染手法の確立を目指す。
木曽原 直之; 青柳 裕治*; 田口 俊弘
no journal, ,
原子炉施設の廃止措置において、表層部の放射性物質を取り除く除染は、放射性廃棄物の量を減らし、クリアランス制度よる材料リサイクルの観点でも重要である。レーザーを用いた除染は、非接触・遠隔操作が可能であり、二次的破棄物の発生を抑制できる特長がある。このレーザー除染において、高出力密度及び高速掃引の条件でレーザースキャン照射実験を行い、金属表面を一様に蒸発剥離させることで、高い除染効率が得られる見通しのあることが分かってきている。本発表では、この実験と並行して実施した計算機による金属表面の剥離評価を紹介する。金属固相熱伝導、金属表面の溶融・流動・再凝固、金属蒸発、及び輻射などの物理モデルを導入した3次元非定常解析を行った。レーザー照射による移動熱源を金属表面から与えて計算した結果、表層部での溶融・凝固、及び蒸発剥離量などを明らかにし、実験結果を説明できる解析データを得ることができた。
小菅 淳
no journal, ,
運転期間を終えた原子炉の廃止措置において大量の放射性廃棄物が発生する。原子炉配管などの金属部品を効率的に除染を行うことにより、廃棄物の量を減らし、保管コストを大幅に下げる事が可能となる。レーザーを用いる除染は、非接触で、遠隔操作が可能であり二次廃棄物の発生を大幅に抑制することができる。我々は、主に金属を対象として、高パワーの連続波ファイバーレーザーを小さいスポット径に集光し、高出力密度で高速掃引することにより瞬時的な蒸発を用いたレーザー除染技術の開発を行っており、実験的評価と解析的評価を行っている。本発表では、様々なレーザー照射条件で試料にレーザーを照射し、金属剥離の表面観察とともに断面測定により溶融深さの観察を行った。また、試料表面に模擬除染材として蛍光塗料を塗布し、蛍光スペクトル強度を測定することにより模擬的な除染試験を行い、レーザー照射条件による除去量の変化を調べた。