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論文

高速実験炉「常陽」の原子炉容器内観察・補修技術開発; 変形した実験装置の回収

芦田 貴志; 伊東 秀明; 宮本 一幸*; 中村 俊之; 古賀 和浩*; 大原 紀和*; 猪 博一*

日本原子力学会和文論文誌, 15(4), p.210 - 222, 2016/12

高速実験炉「常陽では、照射試験を終えた温度制御型材料照射装置(MARICO-2)の試料部を原子炉容器内から取り出すための作業が行われた。しかし、保持機構と試料部が完全に分離できていない状態で回転プラグを操作したことにより、試料部が炉内燃料貯蔵ラック上から突き出た状態で変形していることが炉内観察等の調査の結果確認された。また、突き出た試料部は、回転プラグに設置された炉心上部機構(UCS)の下面と干渉する高さにあり、UCSの下面を部分的に損傷させたことも確認された。UCSと試料部の干渉を避けるため、可動範囲を制限した結果、燃料交換機能が一部阻害された状態となった。復旧措置として、損傷したUCSの交換と変形した試料部の回収が決定され、試料部については、2007年12月に回収方法の検討に着手し、治具の設計・製作、モックアップ試験等の準備を経て、2014年6月11月に回収作業を実施した。回収した試料部は「常陽」に隣接する照射後試験施設において、各種試験に向けた照射試料の取り出し等が行われている。本件は、試料部の回収を通して得られたSFR炉内の遠隔補修技術の開発成果について、装置の設計・製作及び作業の実績を踏まえて報告するものである。

報告書

Design and development of in-vessel viewing periscope for ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)

小原 建治郎; 角舘 聡; 伊藤 彰*; 柴沼 清; 多田 栄介

JAERI-Tech 99-009, 83 Pages, 1999/02

JAERI-Tech-99-009.pdf:5.99MB

ITERの炉内観察装置の主案に選定され、日本ホームチームによって開発が進められたペリスコープ型炉内観察装置のR&Dと設計検討の結果について述べる。開発は、耐放射線性屈折法光学ペリスコープの$$gamma$$線照射試験(目標耐放性:10KGy/hで100MGy以上)を中心に進められ、それをもとに試作された実機サイズ(15m)ペリスコープの高温(最大250$$^{circ}$$C)下での試験結果からITERに最適な炉内観察ペリスコープの設計検討を行った。

論文

Development of 15-m-long radiation hard periscope for ITER in-vessel viewing

小原 建治郎; 伊藤 彰*; 角舘 聡; 岡 潔; 中平 昌隆; 森田 洋右; 田口 浩*; 深津 誠一*; 武田 信和; 高橋 弘行*; et al.

Fusion Engineering and Design, 42, p.501 - 509, 1998/00

 被引用回数:3 パーセンタイル:65

ITERの炉内観察装置として、耐放性ペリスコープの開発を進めている。ペリスコープを構成する光学部品のガンマ線照射試験の結果、CeO$$_{2}$$を含有するアルカリバリウムガラスと鉛ガラス、合成石英によるレンズを製作し、長さ6mの耐放性ペリスコープを試作、照射試験を実施した。その結果50MGy照射後でも観察性能の低下がきわめて少ないことがわかった。この結果をもとに、ITERの実機サイズとして15m長の耐放性ペリスコープを製作し、長尺化に伴う光学的成立性の検証と、高温下での観察性能について試験した。また、ペリスコープの先端に取付ける走査用ミラー駆動機構の製作も進めており、単体試験終了後ペリスコープに取り付け総合試験を行う予定である。

論文

炉内計測・観察システムの開発

小原 建治郎; 角舘 聡; 伊藤 彰*; 荻野 修司*; 岡田 晃*; 木村 正信*; 安達 潤一*

プラズマ・核融合学会誌, 73(1), p.42 - 53, 1997/01

高温、高放射線下で使用可能なITER用炉内計測、観察システムの開発を進めている。計測システムではレーザによる3次元計測方式が、観察システムでは屈折式光学ペリスコープ方式がそれぞれ主案となっており、全体システムの設計検討と並行して、これらのシステムを構成する各種光学機器、部品他の耐環境性試験を進めている。その結果、計測システムでは、1.5mmの凹凸が識別可能な自律式表面計測センサが、観察システムでは15m長(実機サイズ)の耐放射線性ペリスコープが世界で初めて試作開発できた。本報告では上記システムの全体概要とITERとの関連のもとに述べる。

報告書

Conceptual design studies of in-vessel viewing equipment for ITER

小原 建治郎; 岡 潔; 田口 浩*; 伊藤 彰*; 多田 栄介; 柴沼 清

JAERI-Tech 96-010, 29 Pages, 1996/03

JAERI-Tech-96-010.pdf:1.15MB

核融合実験炉(ITER)の炉内観察装置として、屈折式光学ペリスコープ方式と多関節マニピュレータによって走査されるイメージングファイバ方式について、その概要とITERへ適用する際の問題点について検討した。観察装置使用時の炉内環境は、高温、高放射線、真空あるいは不活性ガス雰囲気となるため、いずれの方式にも観察能力はもとより、極限環境下での耐久性が求められる。イメージファイバは対象への接近が可能であり、またペリスコープは構造が簡単で大きな視野が確保できるなど、それぞれに特徴を有するが、検討の結果、先端部にミラー駆動機構と照明装置を組み込んだ全長27m、外径約200mmのペリスコープが、当面、ITERの炉内観察装置として最適であると考えられる。

口頭

過酷事故炉を対象とした迅速遠隔分析技術開発,2-1-1; ロングパルスレーザー適用ファイバー伝送LIBS特性

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$$sim$$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。

口頭

レーザー誘起ブレークダウン分光法及び関連技術の原子力分野への応用

若井田 育夫

no journal, , 

持続可能なエネルギー源で、超長期に及ぶ放射性廃棄物の管理抑制をめざした次世代の核燃料サイクルでは、低除染マイナーアクチノイド含有燃料が有望視されているが、核燃料物質の国際的な平和利用推進の観点から、新たな原理に基づく迅速な分析法の開発が必要とされている。一方、東京電力福島第一原子力発電所の廃炉では、事故炉内から燃料デブリを取り出すという、世界的に類例のない作業の安全かつ円滑な実行が求められており、過酷環境下での遠隔その場観分析技術の開発が不可欠となっているが、炉内デブリの観察・分析手法については、具体的に提示できていないのが現状である。光をプローブとし、光で分析するレーザー遠隔・迅速・非接触・非分離のその場分析手法は、これらの要求に答え得る手法の一つであり、その中でも、レーザー誘起ブレークダウン分光法(LIBS)は、簡便・迅速な計測手法として有望視されている。講演では、核燃料物質中のウラン・プルトニウム識別と半定量分析、薄膜状液体を用いた溶存元素分析、そして事故炉内でのデブリ分析を想定した、耐放射線性光ファイバー利用LIBSによる過酷環境下遠隔分析技術開発の現状について紹介する。

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