レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究（事後評価）

JSTトップ > 英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業＞中間、事後評価結果＞平成１７～１９年度採択課題事後評価の結果＞レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究

原子力システム研究開発事業－基盤研究開発分野－
革新技術創出型事後評価総合所見

評価の概略
研究開発課題名（研究機関名）：レーザを用いた超高感度分析技術による高速炉のプラント安全性向上に関する研究（独立行政法人日本原子力研究開発機構）研究期間及び予算額：平成17年度～平成 21年度（5年計画） 353,471千円
項目	要約
１．研究開発の概要	高速炉の冷却材に用いているナトリウムは、化学的に活性な特性を有するとともに炉心の冷却機能を担うため、その漏えい検知は安全確保上重要である。この技術では、漏えいの初期段階で、微量のナトリウムを感度良く検出することが求められる。冷却系から漏えいした微量のナトリウムは、雰囲気ガスに含まれる酸素等と化学反応して化合物を形成し、エアロゾルとなってその周辺に漂う。現在、極微量のナトリウム漏えいを検知するため、ナトリウムイオン化式、放射線イオン化式等の検出器が使用されている。ただし、上記の検出器は、原理的にナトリウム元素を検出するため、冷却系周辺の雰囲気に含まれる塩分がバックグラウンドとなり、この濃度より低い微量の漏えいナトリウムは検知できない。そこで、本研究ではナトリウム漏えい検知にレーザ共鳴イオン化質量分析法(Laser Resonance Ionization Mass Spectrometry：RIMS)を適用することにより、天然ナトリウム（²³Na）に加えて、高速炉の1次冷却材ナトリウムから中性子照射によって生成した放射化ナトリウム（²²Naあるいは²⁴Na）を高感度で検出する技術を開発する。RIMSは、元素に固有な共鳴波長のレーザ光を照射して、特定の元素を選択的にイオン化した後、このイオンを飛行時間型質量分析計で質量分析する方法であり、感度が高く同位体別の測定が可能である。ナトリウム元素の検出感度を現状の100 ppbから2～3桁高めるとともに、放射化ナトリウムの検出に対するRIMSの適用性を評価することを本研究の目標とする。本研究では、ナトリウム分析用のRIMS装置を試作し、高速実験炉「常陽」の1次冷却系から採取した放射化ナトリウムをエアロゾル化して分析することにより、ナトリウム同位体に対するRIMSの検出性能を評価する。
２．総合評価	分析システムを構成する要素技術については、既往研究、机上検討と試験を通した性能評価と装置改良がおこなわれており、十分な成果が得られていると判断する。今後、実機の安全設計側からの設計要求に対応して、装置性能上の重要度が高い要素技術について改良を加え、全体設計を高度化することで将来技術としての適用性が高まるものと考える。全体設計を高度化する際は、漏洩感知、検出時の具体的な運転操作も考慮してもらいたい。
	Ｓ）極めて優れた成果を挙げ、今後の展開が大いに期待できる。Ａ）優れた成果を挙げ、今後の展開が期待できる。Ｂ）成果の一部は得られてないが、他は相応の成果を挙げている。Ｃ）成果の多くが得られておらず、一部についてのみ相応の成果を挙げている。Ｄ）成果がほとんど挙げられていない。

(180KB)