報告書番号

H14004

タイトル（和文）

レーザーを用いたキャニスタ付着塩分計測技術の開発－計測装置開発および使用済燃料貯蔵中を想定した付着塩分濃度計測－

タイトル（英文）

Development of Measurement Technology of Chlorine Attached on Canister Using Laser - Development of Measurement Device and Quantification of Attached Chlorine Concentration for Measurement Scenario during Storage of Spent Fuel-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

使用済み燃料貯蔵中を想定し、コンクリートキャスクのキャニスタ候補材であるステンレス試験片表面の塩分に含まる塩化物濃度をレーザ誘起ブレイクダウン分光法(LIBS)を用いて計測した。コンクリート容器とキャニスタとの狭隘部で計測するために、同軸光学系を採用して小型の光学機器を開発した。また、塩素の発光スペクトルを計測するために、LIBS装置を開発した。本小型機器を用いて、コンクリート容器とキャニスタの隙間を模擬した空間にて、ステンレス試験片表面に付着した塩分を垂直方向に計測した。LIBSの計測結果は、イオンクロマトグラフィの結果と一致した。本結果より、コンクリートキャスクのキャニスタにおける応力腐食割れ発生の環境条件を監視するために、キャニスタ表面に付着した塩化物濃度計測がLIBSで行うことができる可能性が示された。付着塩分計測を目的としたLIBS計測に関する一連の研究結果より、各種条件下における塩化物濃度に関する検量線の取得といった実際のコンクリートキャスクに本方法を適用するに当たっての課題を明らかにした。

概要 （英文）

Chlorine concentration of salt attached on stainless steel, which is a candidate for the canister material of concrete cask, was measured by laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) for the purpose of the measurement during the storage of spent fuel. In order to measure a salt in a narrow gap between a canister and a concrete body, the compact optical device was developed to measure emission spectra by adopting the optical setup of a collinear configuration. In addition, LIBS system was developed for detecting chlorine emission spectra. Using a compact optical device, salt attached on a stainless-steel was measured vertically in the narrow space simulating the gap between a canister and a concrete body. The results of LIBS were coincident with the result of ion chromatography. These results show the possibility of quantitative measurement of chlorine on canister by LIBS for monitoring the environmental condition for stress corrosion cracking of canister in the concrete body. The series of LIBS experiments for the purpose of the measurement of salt attached on the canister made clear the agenda, such as the acquisition of the data set of calibration curve in various experimental conditions for the qualification of LIBS results, for adopting the method to an concrete cask.

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