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大図 章; 西村 昭彦; 宇佐美 力*; 的場 徹
JAERI-Research 2000-013, p.39 - 0, 2000/03
JAERI-Research-2000-013.pdf:1.8MB
次世代の高強度短パルスレーザーとして期待されるYb系固体レーザーの重要な要素技術の一つである励起用光源、フラッシュランプ励起Ti:Sapphire高出力フリーランニングレーザー発振器を開発した。本レーザーには、波長920nm近傍のレーザー光を従来にない長いパルス幅で効率良く高出力かつ高品質で発生させることが要求される。本レーザーの要素技術であるパルス放電、フラッシュランプからの紫外光遮光を最適化し、レーザー発振特性試験を行った。その結果、外径8mm
、長さ180mmの結晶から波長約800nm及びレーザー繰り返し数0.5Hzで、最高出力6.8J、電源効率0.7%を得ることができた。波長920nmでは、Ybレーザー強励起試験に十分な2J程度を得ることができた。励起用光源の開発の基礎となる設計データ、レーザーのパラメータ依存性及び発振特性について報告する。
F.Mezei*; 渡辺 昇*; 新村 信雄*; 森井 幸生; 相澤 一也; 鈴木 淳市
JAERI-Tech 97-019, 79 Pages, 1997/03
原研は中性子を利用する広範な基礎科学と高レベル放射性廃棄物消滅処理技術開発を推進するために、大強度陽子加速器の建設を計画している。この陽子加速器によって得られるビームエネルギー,平均電流,出力は各々1.5GeV,4~5.3mA,6~8MWであり、くり返しは50~60Hzである。中性子散乱研究用中性子源として考えられているロングパルス核破砕中性子源とショートパルス核破砕中性子源について、それらの建設費用相対比、中性子強度比、各種の中性子散乱装置に対する性能比を定量的に検討し、表にまとめた。この検討結果は、中性子科学研究計画を推進する上で、極めて重要な基礎データとなる。
堀池 寛; 近藤 梅夫*; 森田 洋昭*; 菅原 享*; 白形 弘文; 田中 茂
Review of Scientific Instruments, 50(11), p.1452 - 1457, 1979/00
イオン源のロングパルス運転を行い、その引出電極の冷却の実験を行った。電極には強制水冷却を行う銅電極を用いて 1~5A、30KeVのビームを最大10秒間引き出した。その時電極グリッド部分の平均熱負荷は最高130W/cm
で、この様な高熱負荷は電極配置をビームの発散が悪くなる、従って電極熱負荷が大きくなる様にセットしたため得られたものである。接地電極の温度を2本の熱電対で測定した。その温度は230
C以下に抑えられたがそれは冷却水の沸騰熱伝達によるものである。ビーム引き出し実験終了後、電極の目視観察を行ったが何らの損傷や変形は見られなかった。
松本 歩; 大場 弘則; 利光 正章; 赤岡 克昭; 若井田 育夫
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉における燃料デブリのその場分析技術として、ファイバー伝送レーザー誘起ブレークダウン分光装置が開発されている。本手法における確実な分析の実現方法として、新たに、ロングパルスレーザーを導入し、ファイバー損傷の回避および高いエネルギー伝送によるプラズマ発光の増大を図る試みを開始した。ロングパルス照射で生成するプラズマの特性が十分に解明されていないことから、従来のナノ秒パルスおよびロングパルスを用いてプラズマを生成し、発光スペクトルの違いを調べた。その結果、ロングパルスを照射すると、スペクトル全体の強度が大幅に向上することがわかった。またこのとき、原子, 分子の発光強度は増加する一方で、イオンの発光強度は低下することがわかった。
大場 弘則; 松本 歩; 利光 正章; 赤岡 克昭; 若井田 育夫
no journal, ,
過酷事故炉内状況調査のために、レーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)と光ファイバー伝送システムを組み合わせた分析技術の開発を進めている。今回は、光ファイバーへの入射エネルギーの向上およびファイバー損傷を抑制するために、LIBS光源にパルス幅60
100nsのロングパルスレーザーを導入し、従来適用約6ns幅のノーマルパルスレーザー適用の場合とのファイバー伝送特性および発光スペクトル出現特性を調べた。その結果、ノーマルパルスでは、光ファイバーの入射損傷しきい値が低くなること、発光強度は大きいが減衰が早いことが確認された。これに対してロングパルスでは、損傷しきい値エネルギーは3倍以上となった。また、発光ピーク強度は低いものの減衰が緩やかであり全発光量は、ノーマルパルスよりも多く、長いレーザーパルスによって生成プラズマが再励起されて発光量が多く観測されていることが示唆された。
松本 歩; 大場 弘則; 利光 正章; 赤岡 克昭; 若井田 育夫
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の廃止措置における炉内デブリの遠隔その場分析技術として、ファイバー伝送レーザー誘起ブレークダウン分光法が期待されている。現在、ファイバーの損傷を抑制して高いエネルギー伝送を実現するために、従来よりもパルス幅が長く、先頭値の低いロングパルスレーザーの導入を試みている。本研究では、伝送エネルギーの増加に伴う金属Zrターゲットの発光スペクトル特性の変化を調べた。照射エネルギーを50mJまで変化させてスペクトルを測定すると、エネルギーの増加とともにZr原子の発光線強度が増加し続けることがわかった。従来のノーマルパルスレーザーでは、照射エネルギーが10mJ程度になるとその強度が飽和することから、ロングパルスを導入することで、信号強度が大幅に増幅すると考えられる。
松本 歩; 大場 弘則; 利光 正章; 赤岡 克昭; 若井田 育夫
no journal, ,
過酷事故炉内部のその場元素分析技術として、ファイバー伝送レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)が期待されている。我々はこれまで、従来よりもパルス幅の長いロングパルスレーザーを利用することで、伝送エネルギーおよび発光スペクトル強度の大幅な向上に成功している。本研究では、ロングパルスLIBSにおけるプラズマ生成メカニズムを解明するために、気体由来の元素の発光挙動に着目した。ロングパルスでは、アブレーション初期過程で形成する気体の電離層によるレーザー光の吸収が抑制され、レーザーのエネルギーが効率的にアブレーションプラズマに供給されると考えられる。
松本 歩; 大場 弘則; 赤岡 克昭; 若井田 育夫
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所の廃炉を効率的に行うための手段の一つとして、ファイバー伝送レーザー誘起ブレークダウン分光(LIBS)による遠隔その場分析が期待されている。我々はこれまで、ロングパルスレーザーを光源として導入することで、信号強度が大幅に増大することを見出している。また、Zrの発光スペクトルを解析し、ロングパルスLIBSの基礎的な特性を明らかにしてきた。本研究では、ロングパルスLIBSにおける発光線の自己吸収の効果を調べるために、Al原子の共鳴線を観測し、プラズマの空間分布や定量分析の精度について議論した。
若井田 育夫; 作花 哲夫*; 池田 裕二*; 大場 弘則*; 平等 拓範*
no journal, ,
文部科学省英知を集結した原子力科学技術・人材育成事業廃炉加速化プログラム、平成27年度採択事業課題「先進的光計測技術を駆使した炉内デブリ組成遠隔その場分析法の高度化研究」(代表: 原子力機構, 京都大学, イマジニアリング, 量子科学技術研究開発機構, 分子科学研究所)について、平成30年度までの成果を研究代表がまとめて発表するものである。燃料デブリの遠隔その場分析を実現するため、耐放射線光ファイバーを活用したレーザー誘起発光分光法(LIBS)における発光強度の増倍を図ったもので、光源にロングパルスレーザーを利用した場合の発光特性、マイクロ波を導入した場合の発光強度の増倍特性、さらに、50mを超える超長尺光その場分析の実現に向けた、マイクロチップレーザーの活用の可能性を評価した研究成果を発表する。
若井田 育夫; 大場 弘則; 宮部 昌文; 赤岡 克昭; 大場 正規; 田村 浩司; 佐伯 盛久; 中西 隆造; 池田 裕二*; 作花 哲夫*; et al.
no journal, ,
炉内から採取した燃料デブリは、一時的に、受け払いセルと呼ばれる取り扱い施設に運び入れ、構成元素等をサーベランスする。これらは、今後の保管、他施設への運搬・輸送において不可欠な要素となる。デブリ受け入れ量が100gkgの採取時においては、その放射線量(線量率と累積線量)の高さから、従来計測手法が使用できないことが明らかになりつつある。このため、このサーベランスに、耐放射線性に優れた光ファイバーLIBSの導入が決定され、現在、東電及び東電関連会社と導入に向けた具体的協議に入った。燃料デブリは、様々な物質が溶融して混じった部分と、それぞれの物質が粒状に固まった部分が存在すると予測される。このため、サーベランスも、燃料デブリの一部への照射点での組成比分析だけでなく、表面の多点計測による組成分布の面積比からの組成比評価も求められるものと考えている。LIBS技術の採取デブリのサーベランスへの適用を図るとともに、ロングパルスレーザー, マイクロチップレーザーの活用、マイクロ波重畳による発光量の増倍効果等の特徴や適用性について評価した。
若井田 育夫; 大場 弘則; 宮部 昌文; 赤岡 克昭; 大場 正規; 田村 浩司; 佐伯 盛久; 中西 隆造; 池田 裕二*; 作花 哲夫*; et al.
no journal, ,
For the decommissioning of "Fukushima Daiichi Nuclear Power Station (F1NPS)", development of quick, easy, onsite and especially in-situ remote analysis/surveillance/screening techniques will be strongly required under the extremely high radioactive condition. Innovative Laser remote analysis combined with radiation resistant optical fiber based laser induced breakdown spectroscopy (Fiber LIBS) and laser ablation resonance absorption spectroscopy (LARAS) are one of the available technique for elemental and isotope analysis of nuclear fuel debris. The Retrieving of nuclear fuel debris of reactor No.2, will be planned and the screening of nuclear fuel debris will be strongly required. In order to establish an actual and applicable technique, basic study for higher sensitivity and more flexible use will be indispensable. For higher sensitivity, LIBS by long pulse laser and Microwave assisted LIBS are under developing. For more flexible and easy laser light delivery, Microchip laser use LIBS (MC-LIBS) is also under developing for higher performance in screening analysis.