社団法人 物理探査学会
第129回(平成25年度秋季)学術講演会


宇宙線ミュー粒子による原子炉内部構造可視化試験

講演要旨(和文)
福島第一原子力発電所の事故により核燃料が冷却できずに溶け出し、燃料デブリとなって格納容器の下部に落下したと推定されている。廃炉に向けてこの燃料デブリの取り出しが必須であるが、現時点でその位置や大きさは不明である。ウランやプルトニウムの密度が大きいため燃料デブリに対する宇宙線ミュー粒子は吸収が大きい。このような高密度の物質であっても、容易に透過する宇宙線ミュー粒子は、非接触かつ非破壊で原子炉内部の構造を可視化できる可能性がある。本研究では、既存の試験用原子炉において透過した宇宙線ミュー粒子を測定し、原子炉内部構造の可視化を試みた。試験用原子炉格納容器の外側に5地点の測定点を設け、一地点あたり5方向の扇形測線を設定した。試験の結果、原子炉内部の圧力容器に相当する位置に高密度領域が認められ、原子炉内部の可視化の可能性を示すことができた。今後は、理論検討と実用化に向けた具体的な課題の検討を進める。

講演要旨(英文)
In Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant (FDNPP) accident, the nuclear fuel has melted without cooling that, and the fuel has become the debris. The debris has estimated existing in the lower part of the containment vessel. For decommissioning the FDNPP, it is required to remove the debris. However the position and size of the debris are unidentified at the present situation. We estimate that the cosmic ray muons are absorbed extremely in the debris because of the high density of uranium and plutonium. It may be able to visualize the structure in the nuclear reactor in non-contact and nondestructive using cosmic ray muons which penetrate easily in such the high-density material. In this study, we attempted visualization internal structure of the test nuclear reactor using cosmic ray muons. We set up five measurement points and five fan-shaped measurement lines of each point at outside of the containment vessel of the test nuclear reactor. As a result of the experiment, high density areas were recognized at the position equivalent to the pressure vessel in the nuclear reactor. We have been able to demonstrate the possibility of visualization in the internal structure of the nuclear reactor. We will promote the theoretical investigation and the consideration of the concrete problem for the practical use at FDNPP site in future.