| 研究課題/領域番号 |
19K05359
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分31020:地球資源工学およびエネルギー学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
西村 昭彦 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, 研究主幹 (90370452)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
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| キーワード | 遠隔計測 / 歪計測 / レーザ精密加工 / FBGセンサ / 蓄熱プラント / 圧力計測 / 技術移転 / 耐熱FBGセンサ / ピコ秒レーザー加工 / 溶融塩蓄熱プラント / 耐放射線 / 廃止措置 / ロボットアーム / レーザー加熱 / 社会実装 / 鉄筋コンクリート柱 / 構造健全性 / 遠隔監視 / レーザー加工 / 歪み測定 / 溶融塩 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ピコ秒レーザー加工技術により光ファイバコアに回折格子を描画する。これにより高温でも特性を失わない耐熱FBGセンサの製作に成功した。この耐熱FBGセンサを活用することで、さまざまな材料の高温での歪の計測が可能である。ダイヤフラムの変形を測定することで、容器内部の腐食性液体の圧力測定が可能である。そこで、現在我が国で導入が期待されている蓄熱プラントの安全運転を可能とする高温圧力測定システムを実現する。蓄熱プラントは海外で建設の実績がある。安全規制の厳しい我が国への蓄熱プラント導入に向けて、高温炭酸塩を蓄熱材として活用できるか検証を行う。
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| 研究成果の概要 |
温暖化対策が喫緊の課題となる今日、太陽光・熱や風力などの自然エネルギーを変動成分を平準化する蓄熱プラントは、課題解決の切り札となる。蓄熱材料として有望なのが高温溶融塩であり、この使用においては溶融塩の圧力や流量の管理が重要となる。ピコ秒レーザー加工を用いて製作したFBGセンサの高度化を接着技術をステンレスダイヤフラムに施すことで、1MPaの圧力で動作する圧力計の試作に成功した。蓄熱材料として鉛ビスマス合金を使用し、加熱にはファイバーレーザーによる遠隔加熱方式を採用した。FBGセンサ製作に関しては、民間企業への技術移転を行い、今後は様々な圧力容器や高温配管への実装を推進する。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的意義については、先ず蓄熱プラントを我が国に導入する点から、原子力工学と保全工学の推進に関する意義が大きい。さらにピコ秒レーザー精密加工の応用という観点から、レーザー科学、レーザ加工学、スマートプロセス工学における技術貢献が挙げられる。また、FBGセンサと配管やダイヤフラムへの実装という観点から、高温での接着工学及び金属材料工学への成果波及効果が大きい。以上のように本成果は、様々な学術分野に跨る複合的な橋掛け効果としての意義がある。一方、社会的意義は、FBGセンサの製作技術の民間企業移転に成功したことである。今後は様々な工作機械への組み込みによる加工歪のオンライン計測が人材育成に役立つ。
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