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東電が、福島第一原発の廃炉処理に向けて、現在事故が起きた 原子炉の圧力容器内...

ros********さん

2015/4/1618:51:42

東電が、福島第一原発の廃炉処理に向けて、現在事故が起きた
原子炉の圧力容器内、格納容内の調査、モニタリングを行って
いる事は、皆さん御存じの事と思います。

NHK・BSで、アメリカのテレビ局が、今日も、東電が、ヒトが、
一時間被曝すると、即死する程の高線量の放射線を放出している
原子炉内をモニタリングした画像を放映していました。
理由は述べていなかったのですが、長時間はモニタリング出来
なかった様です。
前置きが長くなりましたが、原子炉内でのモニタリング、さらに
は、今後メルトダウン、メルトスルーして出来たデプリの処理に
必要だと言われるロボットの導入に関係した事柄について、お聞
きしたく思います。
知人が、以下の内容について、話していた事が気になって、投稿
した次第です。本当なのか、気になっています。

モニタリング、デプリの除去にロボットを導入しても、電波障害
により、作業が上手くいかなのではないかと言った問題あると言
った事を知人から聞きました。
この事は本当でしょうか?
質問の内容を、もう少し具体的にしてお聞きします。
ロボットを、有線、無線で操作させようとすると、特に、無線で
操作させようとすると、原子炉内の高線量のγ線により、妨害を
受け、ロボットを操作出来ないのではないかと言った問題がある
と言った事です。有線の場合も、無線程ではないですが、妨害を
受けると言った事です。
またコンピータ基盤も、具体的に、どの放射線によるかは分かり
ませんが、高線量の放射線で損傷を受けたり、信号をデジタル信号
は使えないと言った心配があると知人は言っていました。

こう言った心配、課題は、実際に論じられている事なのでしょうか?

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rie********さん

2015/4/1712:29:09

高線量の放射線はガンマ線やX線とベータ線ですね。

ベータ線は電子ですし、ガンマ線とX線は空気やガスを含む全部の物質と相互作用してエネルギーを失いますが、そのエネルギーは物質の原子や分子の電子に与えられ、その電子が飛びまわることになります。

つまりそこらじゅうで電子が飛びまわるわけですから、乱雑で瞬間的な電流が流れているのと同じです。無線発信機と同様に、それが電磁波を発生するわけです。
その電磁波は強度も波長も様々なショットノイズになるでしょう。

それが大量になるとホワイトノイズのようになり、無線通信のノイズ障害になるのだと思われます。


電子回路はそうしたノイズに敏感ですし、ショットノイズは特にデジタル回路の障害になるでしょう。短時間(ナノ秒レベル)のショットノイズは回路中に想定外のデジタルパルスを作り出し、誤動作させてしまいます。

そうした電磁波ノイズを遮断しても、ガンマ線やX線は透過力が高いため、回路内部に到達して回路の物質と相互作用して電子をたたき出し、それが回路にショット電流パルスを生じさせます。
特に半導体は放射線計測機に使われるほど敏感で電子一個でも飛びこむとすぐ検知するため、ダイオードやICやLSIなどはぢゃんぢゃんショットパルスを作り出してしまいます。

なので、高線量下では放射線の透過を極力減らすために分厚い防護壁が必要になります。
また、誤動作が起こりにくいような工夫をした特殊な電子回路が必要になるでしょう。一般にはノイズ電流レベルよりずっと高い電流で動作させたり、ノイズフィルターを強化したり、何重かの補償回路を作るようなことですね。


またアナログ回路だけで動作させるようにしても、一般に金属部分以外の基盤や絶縁体や誘電体やダイオード、トランジスタなどの半導体は放射線被曝での劣化が大きく、高線量下では寿命が短くなります。デジタル回路も同様です。金属部分やクリスタルでも薄膜は劣化が速いですね。

そうした劣化は、放射線が電子をたたき出す相互作用で物質の分子結合が壊れ溜めに起こります。その数は累積されて行くため、部品性能や絶縁性能などがどんどん落ちて行き最後に回路が動作しなくなるわけです。


そこで格納容器に投入した撮影用ロボットも大体2~3日で動作しなくなると予測されていたようです。それは無線ではなく有線でしたが、ロボット本体の撮影用や通信用の電子回路がそのくらいしか持たないわけです。

光ファイバーなどもプラスチックは劣化が速いので、石英クリスタルを使うそうですが長くは持たないようです。

将来的な燃料デブリ取り出しは機械式のロボットアームを使うそうですが、ビデオモニターで視認しながらの手動操作になるので、モニター部分がやられるでしょうから、頻繁に交換しながらになるでしょう。

ロボットアーム自体も可動部に潤滑油などを使うと劣化して焼きつきが生じたりするので、何らかの工夫が必要になるでしょうね。

質問した人からのコメント

2015/4/18 16:44:56

riewseygoさん、詳しく書いていただき、有難うござました。
使用する信号もデジタル信号は、明らかに影響を受ける事は、
想像できる事でしょうが、アナログ回路、信号の場合も、問題
起きる可能性について、また有線の部品、光ファイバーなども
プラスチックの劣化についてもも言及して頂き、大変参考に
なりました。
まさしく、この点についても知りたい内容でした。

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nvw********さん

2015/4/1620:37:31

【(高線量の放射線で損傷を受けたり、信号をデジタル信号は使えないと言った心配が)こう言った心配、課題は、実際に論じられている事なのでしょうか? 】


・原発事故直後に
『原発「安全神話」に葬られた日本製災害ロボット 編集委員 滝順一 2011/4/10 16:17 Nikkei.com
すべてが始まった3月11日夜、・・
■2足歩行ロボはなぜ使い物にならないか
原子力災害の現場で働くロボットは放射線から電子回路を守るため特殊な技術が要る。放射線を浴びると大規模集積回路(LSI)などは誤作動するためだ。耐放射線用のLSIは使用条件などによって防護のレベルが異なる。注文生産的な色彩が濃く、普通の素子に比べて10倍以上高価だといわれる。日本でおなじみの2足歩行ロボットたちは、こうした部品を採用していないので、使い物にはならない。そもそも、2足歩行は足場の不安定な場所での作業には向かない。・・・』

『王国の威信回復かけ…国産ロボット、福島原発に投入へ
2011年4月22日15時0分 asahi.com
投入されるのは、千葉工業大未来ロボット技術研究センターの小柳栄次副所長や東北大の田所諭教授らが開発した災害救助用ロボット「Quince(クインス)」。
・・・
日本原子力研究開発機構の研究所で放射線の耐久試験も。5時間かけて10万ミリシーベルトをあてても問題なかった。作業員の被曝(ひばく)線量の上限の400倍に相当する。・・・』

などがありましたが。



「rosaceae2011さん」

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qua********さん

2015/4/1620:05:39

あのロボットの色からしてイジリウムの被膜で
覆われている。いずれにしてもあの高線量の
中で何時間持つか。
ただ止まってしまった1回目のグレーチングの
下の画像が無かった。
人でもすり抜けるようなルートだったらしく
挟まったかグレーチングの隙間に落ちたのでは
とのことです。

出てこないところからして、ボーっと青く見えたとか!
そういう情報もほしい。

今度はもう一つの配管から投入らしいが狭く下に
はこのルートからは行くことができない。

wat********さん

リクエストマッチ

2015/4/1619:10:12

論じられているとおもいますが、私たち国民には隠しているのでしょう。

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