2021年度楢葉遠隔技術開発センター年報

秋山 陽一; 柴沼 蒼; 柳澤 憲一*; 山田 大地; 鈴木 健太; 吉田 萌夏; 大野 貴裕; 川端 邦明; 渡辺 夏帆; 森本 恭一; et al.

JAEA-Review 2023-015, 60 Pages, 2023/09

JAEA-Review-2023-015.pdf:4.78MB

楢葉遠隔技術開発センターは、東京電力ホールディングス株式会社が実施する福島第一原子力発電所の廃炉作業に資するため、遠隔操作機器・装置による廃炉作業の実証試験・要素試験が実施できる施設・設備を有している。2021年度は84件の施設利用を支援し、福島第一原子力発電所廃炉作業等に貢献した。また、福島第一原子力発電所の廃炉・除染に携わる事業者、災害対応分野においてロボット技術等を必要としている事業者との技術マッチングの機会として開催された廃炉・災害対応ロボット関連技術展示実演会に出展し、地域活性化・福島県の産業復興に協力した。さらに、第6回廃炉創造ロボコンや国際原子力人材育成イニシアチブ事業等の支援を通じて、長期にわたる福島第一原子力発電所の廃炉関連業務を担う次世代の人材育成に貢献した。新たな取組みとして、楢葉町教育委員会が実施している「ならはっ子こども教室」への協力として、楢葉町小学生を対象とした遠隔ロボット操作及びVRの体験会を実施し、地域教育活動に貢献した。本報告書は、2021年度における楢葉遠隔技術開発センターの施設・設備の整備・利用状況およびそれに係る取組み、遠隔基盤技術の開発状況、緊急時対応遠隔操作資機材の整備・訓練等の活動状況について取りまとめたものである。

原子力災害対応用ロボットの性能試験法; 走破性能試験(JAEA-TM-0001, JAEA-TM-0002, JAEA-TM-0003)

川端 邦明; 山田 大地; 阿部 浩之*

JAEA-Technology 2020-015, 37 Pages, 2020/11

JAEA-Technology-2020-015.pdf:3.81MB

本稿は、原子力緊急時対応および廃炉作業に用いるロボット等の遠隔操作機器(以下、ロボット)の性能を評価するための試験法について記述したものである。東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所での事故発生後、多くの遠隔操作ロボットが作業に活用されている。このような作業経験と教訓は、将来の遠隔操作ロボットの開発に重要であることから、我々はこれらを参考にしてロボット性能評価のための試験方法の開発に取り組んでいる。これまでの著者らの調査により、原子力緊急時対応および廃炉作業のためのタスクをロボットによって実行するためには、スペースが十分にない空間において衝突を回避しながらの走行、階段上にて転倒や転倒を回避しながらの走行、ロボットに接続されたケーブルにより引き起こされる問題を回避しながらの走行、について高い性能が必要であることがわかっている。本稿は、これらを定量的に評価するための、狭隘通路走破性能試験,階段走破性能試験,ケーブル牽引走破性能試験の3つの試験手順について記述するものである。試験実施の参考のために、具体的な試験環境の例とテスト実行のデモンストレーションの様子についても掲載している。

楢葉遠隔技術開発センターにおける廃炉のための遠隔技術開発および操作訓練を支援する技術開発の取り組み

川端 邦明

日本ロボット学会誌, 36(7), p.460 - 463, 2018/09

日本原子力研究開発機構は、廃炉作業におけるロボット等の遠隔技術の開発支援および操縦者訓練を目的とするモックアップや要素試験施設の整備を行う楢葉遠隔技術開発センターを設置して2016年4月より運用を開始している。楢葉遠隔技術開発センターでは、施設の整備、運用と並行して、福島第一原子力発電所での作業経験や知見を参考にして廃炉作業環境を想定した遠隔機器の開発支援やオペレータの操作習熟度向上に資する技術の研究開発にも取り組んでいる。本稿では、遠隔機器による廃炉作業支援のために取り組んでいる技術開発内容について紹介する。

中性子ラジオグラフィによる照射済燃料・材料の非破壊試験法の開発,3; 中性子イメージングプレート法及びCT法による未照射燃料ピンの撮影

安田 良; 松林 政仁; 仲田 祐仁; 原田 克也; 天野 英俊; 安藤 均*; 笹島 文雄; 西 雅裕; 堀口 洋二

JAERI-Tech 2002-001, 23 Pages, 2002/02

JAERI-Tech-2002-001.pdf:3.79MB

日本原子力研究所ホット試験室では、照射済燃料・材料中のクラック,形状変化及び水素化物等の欠陥・組成分布等を調べる非破壊検査法として中性子ラジオグラフィの有効性に着目し、中性子イメージングプレート法(IP法)や中性子断層撮影法(CT法)等を用いた先進的な中性子ラジオグラフィ技術の照射後試験(PIE)への適用を検討している。IP法及びCT法を核燃料に応用した例は少ないため、照射後試験への適用を検討するための基礎データの収集を必要としている。本稿では、基礎データ収集を目的として行った未照射燃料ピンを用いた中性子ラジオグラフィ試験の結果について報告する。試験は、JRR-3Mの中性子ラジオグラフィ装置TNRF-2において行った。中性子イメージングプレート法は、燃料ピンの透過像を撮影し、CT法では、燃料ピンの断面画像データを取得した。試験に用いた燃料ピンは、寸法,形状及び濃縮度の異なる複数の燃料ペレットが装荷されており、画像上及び画像解析処理によりそれらの相違を評価した。試験の結果、中性子イメージングプレート法においては、ペレットの形状,ペレット間の寸法の相違及びペレット間の濃縮度の相違が、画像上から確認され、CT法においても、ペレットの断面形状を示す良好な画像が得られた。

赤外線サーモグラフィによる非破壊検査に関する規格・認定及び関連試験法についての調査

石井 敏満; 岡本 芳三*

非破壊検査, 48(10), p.642 - 652, 1999/10

本報は、赤外線リモートセンシング計測評価技術に関連した国内外の規格基準、アメリカの資格認定と認証制度及び赤外線映像装置に関する試験法や赤外線の応用計測評価法についての調査結果をまとめたもので、国内で進めている赤外線計測関連の規格基準作成に資する情報である。報告では、次の項目について整理した。(1)国内外の規格基準の分類、(2)規格の使用用語、(3)赤外線映像装置及びその試験法に関する規格、(4)応用計測評価法に関する規格、(5)赤外線に関するアメリカの技量認定制度、(6)共通試験法及び共通試験サンプルの作成。調査の結果、赤外線映像装置の高度化や検査の手法及び技術の開発が進んでいるにもかかわらず、国内における赤外線応用計測評価及びこれに関連する規格基準の確立については、アメリカやヨーロッパと比較して遅れていることがわかった。

TM-2孔のコアを用いたAE法による初期応力測定

畑 浩二*

PNC TJ7201 98-001, 46 Pages, 1998/03

PNC-TJ7201-98-001.pdf:1.1MB

揚水式地下発電所や大断面トンネルのような大規模地下構造物を構築する場合、地盤の初期応力を事前に把握しておくことは重要である。対象地山の初期応力状態を把握しておくことにより、合理的な設計・施工を実施することが可能になる。具体的には、地下構造物の最適な形状、位置ならびにレイアウト方向の選定を支援することが可能になる。我が国では、初期応力測定にオーバーコアリング法や水圧破砕法が主に利用されてきた。しかし、これら原位置で実施される方法は手軽に実施できるという状況にはなく、かつ非常に高価なものであった。一方、室内で実施可能な方法の一つにアコースティック・エミッション法(以下、AEと略す)がある。この方法は、原位置試験法に比べて非常に簡単で、安価に実施できる特徴を有している。AEとは材料内部に蓄えられたエネルギーの一部分が音響パルスとなり伝播することから、材料内の組織構造変化を把握する有力な手段になりうる。岩石のAEには「カイザー効果」と呼ばれる現象が確認されている。カイザー効果とは、履歴荷重を受けた材料に載荷する際、先行荷重値を越えるまでAEはほとんど発生しない現象である。地山の初期応力は履歴応力と考えられることから、カイザー効果を利用すれば初期応力が評価できることになる。本研究では、東濃鉱山の300m300m深度200m程度の領域内における初期応力状態を把握するため、TM-2孔から採取されるボーリングコアを利用して鉛直方向の初期応力分布状況をAE法を用いて測定した。得られた結果の概要を以下に示す。(1)凝灰質砂岩では、しきい値を230mV、210mV、感度を90dBに設定することによりカイザー効果を確認した。(2)花崗岩では、しきい値を450mV、430mV、感度を80dBに設定することによりカイザー効果を確認した。(3)鉛直方向の初期応力成分vと土破りHとの間には、v=0.022Hなる関係のあることが判明した。

3.1.4, 放射線固相重合に関する開発研究: 3.1.7, 耐放射線性試験研究の進展

中瀬 吉昭; 嘉悦 勲*; 日馬 康雄; 瀬口 忠男

放射線化学の歴史と未来; 30年の歩み, p.306 - 325, 1990/11

3.1.4.トリオキサンの放射線固相重合の開発研究の歴史をまとめた。また、固相重合の発展として展開した低温放射線重合法による高分子材料の開発についてもまとめた。トリオキサンの場合、モノマー精製から安定化までの一貫したプロセスの工業化技術を確立し、テトラオキサンの場合、同時安定化固相重合プロセスを完成し、アセタール樹脂製造法として工業化技術を確立した。低温放射線重合では、ガラス性モノマーの固相重合をとりあげ、基礎研究から応用研究へと発展させバイオ関連技術を開発した。3.1.7.耐放射線性試験研究の必要性が、原子炉周辺で用いられる有機材料の重要性から確認されだし、照射効果の研究とともに、材料の健全性、信頼性の評価が必要となった。これにともない、試験条件の設定等評価のための試験法の開発が原子炉の安全運転のために必要なことなどの歴史をまとめた。

電線・ケーブルの放射線酸化と熱劣化による組み合せ劣化

八木 敏明; 瀬口 忠男; 吉田 健三

EIM-83-120, p.45 - 53, 1983/00

原子炉格納容器内で使用される電線・ケーブル類の健全性を評価する試験方法をより妥当なものにするためには、原子炉の通常運転時の環境における高分子絶縁材料の劣化を評価しなければならない。このためには試験期間を短縮する妥当な促進劣化試験法を開発する必要がある。これまでシート状試料について放射線照射熱劣化の組み合わせ劣化を行い、熱劣化速度を大きくするためには空気中より酸素加圧下での熱劣化が有効であることが確められた。ケーブル試料についても酸素中熱劣化を行うことによって比較的温度の低い領域での劣化を調べることを試みた。本報告では、放射線照射熱劣化をPH,PN,CVケーブルについて行い、これらの絶縁材料の劣化挙動について検討した。その結果、ケーブル試料においても熱劣化は放射線酸化によって促進されること、また熱劣化の活性化エネルギーは放射線酸化によって小さくなる傾向にあることを明らかにした。

原子力発電所用ケーブル開発の現状

栗山 将

日本原子力学会誌, 20(1), p.21 - 29, 1978/01

https://doi.org/10.3327/jaesj.20.21

原子力発電などの施設の拡充にともない、有機高分子材料などの複合材料が、材料自身の可橈性や加工性にすぐれていることから多用されるようになってきた。とくに電線用高分子材料の使用量の増大は目覚しいものがある。原子力施設で用いられるケーブル電線材料の開発状況にふれるとともに、これら材料の信頼性の向上と安全性を確保するための試験法とその問題点について解説を試みた。

高速炉用被覆管円周方向の引張り試験法

長崎 隆吉; 川崎 了; 深谷 清; 井上 守*; 山崎 龍雄*

日本原子力学会誌, 12(11), p.642 - 648, 1970/00

https://doi.org/10.3327/jaesj.12.642

高速炉燃料の被覆に主に使用されているオーステナイトステンレス鋼は面心立方晶であるために,Be.Magnox,Zircaloyなどにくらべて管に加工したとき機械的性質の異方性が少ないといわれている。そのため,Be.Zircaloyなどにしばしば用いられている拡管試験やリング引張り試験はめったに用いられず,パースト試験のみがわずかに使われている。