放射性環境下における光ファイバー分布計測法に関する研究

• 研究課題/領域番号: 07780430
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: エネルギー学一般・原子力学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 高田 英治 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00270885)
• 研究期間 (年度): 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円); 1995年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
• キーワード: 光ファイバー / 放射線 / 温度 / レーリー散乱 / ラマン散乱

研究概要

シンチレーティングファイバー(PSF)の両端からの信号時間差にTOF法を適用することによって放射線分布を測定する手法について、温度を変化させた場合の空間分解能への影響を評価したところ、温度80℃までは温度変化の影響は見られず、本手法を温度が変化する環境下へ適用することが可能であることを確認した。
また、OTDR(Optical Time Domain Refrectometry)法による温度と放射線の同時分布測定法について検討を行った。放射線分布測定については、γ線照射によって光ファイバー中に生じるカラーセンターのため、照射部分のレイリーOTDRスペクトルは他の部分と異なる傾きをもち、本手法によって放射線分布の測定が可能であることが示された。また、照射中の損失増加特性を温度を含むフィッティングパラメータによって予測可能であることも確認できた。一方、温度測定については、ラマン散乱を用いる温度測定法を放射線環境下へ適用し、損失増加時の温度測定可能性について基礎的な評価を行った。中性子束1x10^7[n/cm^2/s]程度の14MeV中性子照射下においてはGeドープ(2%)ファイバーでも十分に温度測定が可能であるものの、東大弥生炉GloryHole(中性子束:1x10^<11>[n/cm^2/s]、γ線線量率:1.4x10^4[Sv/hr])のような高い放射線場では温度測定が困難になることが分かった。しかし、純粋石英、あるいはフッソドープ純粋石英等の耐放射線性の高いファイバーを用いれば、高い放射線環境下への適用の可能性も高くなるものと期待できる。適切なファイバーの選択によってラマン測定の可能な放射線レベルを広げれば、ラマンOTDRの結果及び適切なフィッティング式を用いてレイリーOTDR(放射線測定)の測定結果を補正することにより、放射線、温度を同時に知ることができるシステムの構築が可能であると考えられる。