Development of a single-end readout position-sensitive optical fiber radiation sensor based on a novel wavelength-resolving analysis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K18129
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 80040:Quantum beam science-related
• Research Institution: Japan Atomic Energy Agency
• Principal Investigator: Terasaka Yuta 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, 研究職 (60831948)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: プラスチックシンチレーションファイバ / 波長分解 / アンフォールディング / 放射線分布 / 福島第一原子力発電所

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on optical fiber sensors as a radiation distribution measurement method for the decommissioning of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant. We developed a new method called "wavelength-resolving analysis" that can estimate the incident position of radiation on an optical fiber by reading scintillation light from only one side of the optical fiber. The developed detector was applied in the actual environment of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Station. We successfully measured radiation distribution in a high dose rate environment exceeding 100 mSv/h and detected hot spots thought to contain 90Sr/90Y. These results indicate that the optical fiber-type radiation sensor developed in this study is applicable to gamma dose rate distribution measurement and hot spot detection in high dose rate environments.

Free Research Field

放射線計測

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

福島第一原子力発電所（1F）原子炉建屋内外等の廃炉作業環境においては、放射線業務従事者の作業安全確保のため、空間線量率や放射性物質分布等の把握が随所で進められているが、1F原子炉建屋内には10 mSv/hを超える高線量率エリアも多数存在する。現状では最低限の頻度で人が立ち入ることで空間線量率の測定やスミアサンプル採取による汚染密度の測定が行われている。本研究で開発した光ファイバ型放射線位置検出器について、1F実環境において高線量率環境での放射線分布測定およびホットスポット検出に成功したことから、現状人手で行われている測定を今後省略できる可能性があり、作業者の被ばく線量低減に寄与できる。