2018 年度研究成果報告書

原子炉格納容器内の燃料デブリ解体を目的とした小型水中ハツリ装置の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	16K06053
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関	新潟工科大学
研究代表者	小林義和新潟工科大学, 工学部, 准教授 (60277390)
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード	廃炉 / 加工 / ハツリ
研究成果の概要	原子炉格納容器内に堆積する燃料デブリの解体を目的とした小型水中ハツリ装置の開発を行った。このハツリ装置は、燃料デブリの周囲にある水をポンプで吸い込み、その水流を動力源として工具を振動させることにより燃料デブリを粉砕する。本研究では試作機を開発し、工具の振動数及び高回転トルクを得るため改良を重ねた。その結果、無負荷時で1800rpmの回転数となり、低負荷時では回転数600rpm、振動数160Hzとなった。しかし、加工に必要な高負荷でハツリ装置を押し付けた際は回転が停止し、加工には至らなかった。更に高回転トルクを得るための改良が必要である。
自由記述の分野	生産システム
研究成果の学術的意義や社会的意義	福島第一原発の廃炉におけるロードマップには、切削装置によりデブリを小さく加工しロボットハンドで取り出す構想が記載されている。原子炉格納容器内の詳細な状況は現在不明であるが、原子炉容器内の様々な構成部材が溶解し固まった複雑な構成材料がデブリとなっていると考えられる。したがって、デブリの効率的な回収を考えた場合、デブリの材質、大きさ及び形状を考え、様々な加工機械を用い、その加工法に合った加工条件のもとで加工を行う必要がある。また、加工環境は高い放射線のため電子回路を伴う制御装置を設置することは難しいと考えられるため、機械要素のみで構成される新しい加工装置の開発を行った。