(57)【要約】【課題】  被加工物の加工の状況をリアルタイムにモニタリングし、加工の状況をフィードバックして、加工条件を適性化する。【解決手段】  被加工材を燃焼させて加工する加工方法であって、前記被加工材から発光する光を受光し、受光した光の波長と強度をリアルタイムに分析し、加工条件へフィードバックして加工を適性化するものである。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工材を燃焼させて加工する加工方法であって、
前記被加工材から発光する光を受光し、受光した光の波長と強度をリアルタイムに分析し、加工条件へフィードバックして加工を適性化する加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の加工方法において、
前記被加工材から発光する光を受光プローブにより受光し、
光ファイバにより発光分析機器に伝送して、受光した光の波長と強度を分析し、
分析データを加工機の加工条件へフィードバックすることを特徴とする加工方法。
【請求項３】
請求項２に記載の加工方法において、
前記受光プローブは、焦点レンズ部と、減光部と、光ファイバから構成されていることを特徴とする加工方法。
【請求項４】
請求項１に記載の加工方法において、
前記被加工材を燃焼する加工は、プラズマ溶断、ガス溶断、レーザ加工、ワイヤーソー加工、または電気抵抗による加工であることを特徴とする加工方法。
【請求項５】
請求項１に記載の加工方法において、
前記被加工材は、使用済みの制御棒であり、使用済みの制御棒を切断することを特徴とする加工方法。
【請求項６】
被加工材を燃焼させて加工する加工方法であって、
加工時に、前記被加工材から発光する光を受光プローブにより受光し、
光ファイバにより発光分析機器に伝送して、受光した光の波長と強度をリアルタイムに分析し、加工の状況をモニタリングする加工方法。
【請求項７】
請求項６に記載の加工方法において、
前記受光プローブは、焦点レンズ部と、減光部と、光ファイバから構成されていることを特徴とする加工方法。
【請求項８】
請求項６に記載の加工方法において、
前記被加工材を燃焼する加工は、プラズマ溶断、ガス溶断、レーザ加工、ワイヤーソー加工、または電気抵抗による加工であることを特徴とする加工方法。
【請求項９】
請求項６に記載の加工方法において、
前記被加工材は、使用済みの制御棒であり、使用済みの制御棒を切断することを特徴とする加工方法。
【請求項１０】
被加工材を燃焼させて加工する加工部と、
前記被加工材から発光する光を受光する受光プローブと、
前記受光プローブで受光した光を伝送する光ファイバと、
伝送された光の波長と強度を分析する発光分析機器と、
を備える加工装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の加工装置において、更に、
分析された分析データに基づいて前記加工部を制御する制御部を備えることを特徴とする加工装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の加工装置において、
分析された分析データに基づいて加工の状況をモニタリングすることを特徴とする加工装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載の加工装置において、
前記受光プローブは、焦点レンズ部と、減光部と、光ファイバから構成されることを特徴とする加工装置。
【請求項１４】
請求項１０に記載の加工装置において、
前記被加工材を燃焼する加工は、プラズマ加工、ガス溶断、レーザ加工、ワイヤーソー加工、または電気抵抗による加工であることを特徴とする加工装置。
【請求項１５】
請求項１０に記載の加工装置において、
前記被加工材は使用済みの制御棒であり、使用済みの制御棒を切断するものである加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物を燃焼させて加工する加工技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物を燃焼させて加工する加工技術として、例えば原子力発電の制御棒を切断する技術がある。
【０００３】
特許文献１には、原子力発電の使用済み制御棒を切断して減容するシステムが記載されている。この特許文献１には、「原子炉の使用済制御棒を短尺に分断する使用済制御棒の水中減容システムであって、対向する２枚の圧縮刃を備え前記使用済制御棒のブレード部を該使用済制御棒の軸心に対して略垂直に挟んで圧縮するブレード圧縮機と、該ブレード圧縮機により圧縮した前記ブレード部の圧縮部分を切断する水平切断装置を備える使用済制御棒の水中減容システム。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−９５１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、使用済み制御棒の切断方法とその切断システムが記載されている。廃炉に関し、炉内構造物である使用済み制御棒の解体・切断は原子炉建屋内で行われる。その解体・切断では放射線線量の影響を考慮し、水中下で遠隔操作によって作業を行う。その作業では、水中カメラの映像を頼りに加工状況を把握していく。しかし、切断作業をカメラの映像で把握しようとすると、構造物を切断した際に生じる粉塵による視界不良の発生、放射線量の影響によるノイズの発生やカメラ電子機器の故障が発生してしまう。そのため、必要なときに、カメラの映像で状況を把握することが難しく、例えば、リアルタイムに切断中の様子を把握することや、切断状況に応じて加工条件を修正することや、未切断箇所が発生したときに直ぐに対策を行うことが困難であった。
また、使用済み制御棒の切断に限らず、被加工物の加工時に、加工の状況をリアルタイムにモニタリングすることが求められている。
【０００６】
本発明の目的は、被加工物の加工の状況をリアルタイムにモニタリングし、加工の状況をフィードバックして、加工条件を適性化する加工方法および加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明の「加工方法」の一例を挙げるならば、
被加工材を燃焼させて加工する加工方法であって、前記被加工材から発光する光を受光し、受光した光の波長と強度をリアルタイムに分析し、加工条件へフィードバックして加工を適性化するものである。
【０００８】
また、本発明の「加工方法」の他の一例を挙げるならば、
被加工材を燃焼させて加工する加工方法であって、加工時に、前記被加工材から発光する光を受光プローブにより受光し、光ファイバにより発光分析機器に伝送して、受光した光の波長と強度をリアルタイムに分析し、加工の状況をモニタリングするものである。
【０００９】
本発明の「加工装置」の一例を挙げるならば、
被加工材を燃焼させて加工する加工部と、前記被加工材から発光する光を受光する受光プローブと、前記受光プローブで受光した光を伝送する光ファイバと、伝送された光の波長と強度を分析する発光分析機器と、を備えるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被加工物の加工の状況をリアルタイムにモニタリングすることができる。そして、加工の状況をフィードバックして、加工条件を適性化する加工方法および加工装置を提供することができる。
【００１１】
例えば、使用済み制御棒の切断に用いれば、高線量下で、水中の視界不良の中でも、リアルタイムに切断の様子を把握できるため、切断の状況に合わせて加工の仕方を調整でき、安全に確実に切断作業を行うことができる。
【００１２】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１の、使用済み制御棒の切断をモニタリングする加工装置を示す説明図である。
【図２】使用済み制御棒の構成を示す説明図である。
【図３】実施例１の加工装置のブロック構成図である。
【図４】実施例１の、切断をモニタリングする位置座標と光の強度の関係の一例を示す説明図である。
【図５】実施例１の、加工の状況のモニタリングとフィードバックのフローを示す説明図である。
【図６】受光プローブの構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、実施例を説明するための各図において、同一の構成要素にはなるべく同一の名称、符号を付して、その繰り返しの説明を省略する。
【実施例１】
【００１５】
本発明の実施例１を、使用済み制御棒の切断を例に、図１乃至図６を用いて説明する。
【００１６】
図２は、使用済み制御棒の構成を示す説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。使用済み制御棒１０は、断面が十字の位置にある４枚のブレード部１２と、制御棒１０の下端にある、円形断面を有する落下速度抑制部１４から構成されている。制御棒１０の全体の高さは４メートル程度である。４枚のブレード部１２は、直線状に並べた２０本程度の中性子吸収棒１３と、中性子吸収棒１３を覆うステンレス鋼板のブレードカバー１５で構成され、ブレード部１２の厚みは凡そ１０ミリメートルである。４枚のブレードカバー１５の端は、ステンレス鋼のブロックでできた十字形の連結棒１１へ、それぞれ溶接で取り付けられている。中性子吸収棒１３は、長さ３．５メートル程のステンレス製の鋼管１７と、鋼管１７の内側の、内径約５ミリメートルの筒内に、数ミクロンから数百ミクロンメートルの粒径を有するボロンカーバイド粉１６が詰まって構成されている。
【００１７】
次に、使用済み制御棒の減容における収納効率が高い方法の例を以下に述べる。まず、制御棒１０の下端にある落下速度抑制部１４を横方向に切断し、制御棒１０の本体から切り離す。切り離された落下速度抑制部１４は、それぞれ、まとめて収納保管容器に運ばれ、貯蔵する。残りの制御棒１０の本体側は、水中プラズマ切断などで、十字形の断面の中央にある連結棒１１を、図２（ｂ）に示す方向から、縦切断トーチ４５を用いて、連結棒１１の軸方向（縦方向）に移動しながら切断する（縦切断）。そして、長さ約４メートルの板状のブレード部１２まで切断する。
【００１８】
さらに、一片２メートル以下の収納容器に収めるため、各ブレード部１２を長さ約1メートルの短冊に切断する。そして、長さ約１メートルの短冊状になったものを収納容器に整然と並べて収める。以上の手順で解体・切断すると高い収納効率で収めることができ、収納容器の数を少なくすることができる。
【００１９】
次に、炉内構造物である使用済み制御棒１０の減容収納における切断作業の、従来の状況把握について説明する。収納容器に収める解体作業は線量の影響を考慮し、解体物の切断から容器収納までの一連の作業を、水中下で遠隔操作で行う。切断作業の状況確認は、基本的にカメラの画像から判断する。一方、線量の影響でカメラの電子部品が故障しやすく、長時間作業近くにカメラを設けることができない。従って、切断作業の状況把握は、比較的遠くの場所にあるカメラで確認する。或いは、一旦切断作業などを停止し、その間に電子部品が内在するカメラを線量の影響が及ぼさない箇所から、水中下の線量の影響がある切断箇所まで移動させ、その近くの画像から確認することになる。状況を把握後は、前述の逆の手順に沿って、カメラを安全なところまで退避した後、切断作業を再開する。このように、解体の状況を確認することは作業工数が掛かり、結果として廃炉のコストに反映される。
【００２０】
本実施例は、この課題を解決し、前述の解体作業をリアルタイムにモニタリングするものである。
【００２１】
図１に、使用済み制御棒の水中減容システムの概略構成図を示す。貯蔵プール６０には、隔離水槽開閉扉６６を備える隔離水槽６５と、切断後のブレード部１２を収納する収納容器６８を備えている。隔離水槽６５には、固定治具４１によりブレード部１２を固定するブレード固定ユニット４０、ブレード部１２を両側からプレスするプレスパンチ２１を備えるプレスユニット２０、およびブレード部１２を切断するトーチ３１を備えるプラズマ照射ユニット３０が設けられている。水中減容システムには、切断後のブレード部１２を収納容器６８に運搬するクレーン５０を備えている。
【００２２】
本実施例では、図１に示すように、プラズマトーチ３１の近くに、プラズマ切断で被加工材が発光した光を受光する受光プローブ８０を設ける。受光プローブ８０には、受光した光を伝送する光ファイバ８１が接続されている。
【００２３】
図６に、受光プローブの構成を示す。受光プローブは大きく分けると、光ファイバ８１、減光部８２、焦点レンズ部８３、保護カバー８４、筐体８５から成る。光ファイバ８１は１本のファイバ或いは２本以上のファイバの束から成り、その材質は放射線の影響を受けにくい合成石英ガラスが望ましい。発光源７０から発光した光を効率良く捉えるため、焦点レンズ部８３を設けている。焦点レンズ部が無い構成でも受光できるが、焦点レンズ部が設けられていることで、発光源以外の光の受光量を小さくでき、分光精度が良くなる。焦点レンズ部８３のレンズは放射線の影響を受けにくい合成石英ガラスが望ましい。焦点レンズ部の焦点距離の調整は、複数枚あるレンズの距離を伸ばしたり、縮めたりして調整を行う。この距離の調整に用いる方法は、例えばモータの回転でレンズ部の距離を調整したり、又はレンズ部の回転箇所にフックでワイヤーを引っ掛けて、そのワイヤーを引いたり、押したりして調整できるようにし、電子部品を用いない方法が望ましい。焦点レンズ８３からの光を一度減光部８２を通過させて光ファイバ８１へ送ることが望ましい。発光源７０の強い光は概ねプラズマ照射ガスであり、被加工材の光では無い。そのため、被加工材の光の強度を分光器で捉えやすいように、受光した光を減光できる減光部８２が必要となる。減光部８２は、例えば、減光部の中心に焦点レンズからの光の直径より小さい穴径であるピンホールを設けることで良い。又は、偏光板を２枚重ねて、一方の偏光板を光軸に対して垂直方向に回転させて、２枚の偏光板を通過する光の量を調整する方法でも良い。偏光板の回転は、モータ或いはワイヤなどで回転させ、電子部品を用いない方法が望ましい。また、発光源の加工箇所から生じた被加工物のドロスなどが受光プローブのレンズに当たったり、付着しない用に、保護カバー８４を設けることが望ましい。保護カバー８４はドロスが付着した場合、交換できる構成が望ましく、例えば、1枚或いは1組の保護カバーを焦点レンズ８３を覆うように組み込み、受光に影響する箇所にドロスなどの異物が付着すると、保護カバー８４を少しスライドさせて、受光に影響しない箇所まで移動させることでも良い。
【００２４】
図３に、本実施例の加工装置のブロック構成図を示す。本実施例は、発光分析機器と加工機から構成されている。発光分析機器は分光器本体１１０と演算装置１２０で構成され、加工機は制御部１４０とプラズマトーチなどの加工部１５０で構成されている。
【００２５】
受光プローブ８０で受光した光は、光ファイバ８１を介して分光器本体１１０へ送られる。分光器本体１１０へ送られた光は各波長に分光され、それらの波長の強度が測定される。分光器で測定する光はミリ秒以下の時間間隔で連続して測定することができる。連続して測定しているデータはその都度、ＰＣなどの演算装置１２０へ送られメモリ或いはハードディスク等の記憶装置１３０に蓄えるとともに、平行して演算装置内の集積回路或いはメモリに蓄え、機械学習などのソフトと連携してデータの様子を分析する。受光プローブ８０と光ファイバ８１の主な材質は線量に耐性がある合成石英ガラスである。そして、光ファイバ８１の長さは数十メートル以上に長くすることができ、電子部品がある分光器本体１１０とＰＣなどの演算装置１２０は線量の影響を避ける場所に設けることができ、長時間の連続測定及び分析を行うことができる。
【００２６】
本実施例の装置を用いて、特許文献１記載の短冊切断方法に沿って切断する場合を述べる。まずブレード部１２の短冊切断箇所をプレスユニット２０のプレスパンチ２１でプレスし凹ませる。凹んだ箇所を切断するため、プラズマトーチ３１を所定の位置まで移動させ、プラズマ照射して凹んだ箇所を溶融、溶着しながら短冊切断を行う。この短冊切断を行っているときは、高温のプラズマ熱によって、被加工材は燃焼し発光する。発光した光を受光プローブ８０で捉え、光ファイバ８１で伝送し、分光器１１０で発光スペクトルを分析する。
【００２７】
図４に、ブレード部をプラズマ切断した際の発光のモニタリング例を示す。図４の中段は、プラズマトーチの座標に対するボロン波長の強度の変化を、下段はＦｅ波長の強度の変化を示す。併せて図４には、上段にブレード部１２の短冊切断を行う箇所の断面を示す。ブレード部１２はボロンカーバイド粉１６の水中への飛散を防ぐために、予めプレスで凹ませており、図では、左側の連結棒１１から切断を開始して、右側の先端部を終点とした切断プロセスで、その切断中のモニタリングを行っているときの様子を示す。
【００２８】
ブレード部１２は、外側にステンレス鋼のブレードカバー１５があり、その内側に中性子吸収棒１３が２０本程度一列に並んでいる。中性子吸収棒１３には、ステンレス鋼の鋼管１７の中にボロンカーバイド粉１６が詰まっている。制御棒１０の短冊切断箇所の成分は、ステンレス鋼の主成分Fe、Cr、Niと、ボロンカーバイド粉１６の成分B、Cである。従って、本実施例における短冊切断のモニタリングでは、中性子吸収棒１３を横切りながら切断していくため、中性子吸収棒１３を切断しているときは、ボロンカーバイド粉１６が燃焼し、その発光源であるボロンとカーボンの波長強度が大きい。一方、切断しながらトーチ３１の移動に伴い、中性子吸収棒１３と、隣り合う中性子吸収棒１３の間に差し掛かったときは、中性子吸収棒１３の鋼管１７材料であるステンレス鋼の成分波長が大きく測定される。
【００２９】
次に、本実施例のモニタリングとフィードバックの一例を以下に述べる。プラズマ照射ユニット３０、トーチ３１及びブレード部１２を固定するブレード固定ユニット４０は、それぞれ制御部１４０からの信号により機械座標が得られる。短冊切断を開始する点の座標値はまず、ブレード部１２の端、図４では連結棒１１端部となり、トーチ３１がその座標と一致しているか照合する。一致していれば、切断と発光のモニタリングを開始する。切断が始まるとプラズマ照射によって、連結棒１１のステンレス鋼が燃焼し、Fe、Cr、Ni波長が捉えられ、該波長強度が大きくなる。プラズマ照射して切断しながらトーチ３１の移動に伴い、初めの中性子吸収棒１３の位置に差し掛かるとボロンの波長が現れ該波長の強度が大きくなる。一方でステンレス鋼の成分波長の強度は相対的に小さくなる。初めの中性子吸収棒１３の中心付近の位置にトーチ３１が来ると、ボロンの波長強度がピークになる。そして、トーチ３１の移動により、ボロンの波長強度は小さくなっていく。中性子吸収棒１３の１本目から２本目に移るときはステンレス鋼が主成分のため、リアルタイムに受光しているボロンの波長強度は最も小さくなる。尚、プラズマ照射の照射範囲は直径数ミリメートルほどの大きさであり、中性子吸収棒１３と隣の中性子吸収棒１３の中間の位置にプラズマトーチ３１が位置していても、その周囲のボロンも熱によって発光することもあり、必ずしもボロンの波長強度は完全にゼロになるとはかぎらない。
【００３０】
プラズマトーチ３１を移動しながら切断を進めていくと、適切に切断が行われている場合は、図４に示すように、中性子吸収棒１３の中心位置とボロンの波長の山のピークを照合すると一致することになる。そして、そのピーク位置が妥当か否かの判断は、プラズマトーチの機械座標値と照合することで確認できる。そして、鉄(Fe)の波長の波形と機械座標値を照合することで、ダブルチェックが可能となる。
【００３１】
さらに、妥当でない場合は、その原因を大きく分けると切断での不具合か、もしくは機械座標側の不具合（例えば被加工材の把持する位置がずれていたためなど）となるが、その違いなども、切断中の波長分析（例えば、切断時間と各波長の関係グラフなど）により判断することができる。切断不具合が原因でピーク位置と機械座標位置の不一致となった場合は、不具合が発生する前まではピーク位置と機械座標値が一致していたことになる。不具合が発生する前の波長形態と機械座標を確認することで切断不具合かどうかが判り、切断不具合が発生した位置も判る。
【００３２】
図５に、プラズマ切断のモニタリングおよびフィードバックのフロー図を示す。短冊切断での例を示すと、まず加工条件を入力し（Ｓ１０１）、加工を開始する（Ｓ１０２）。入力した加工条件のプログラムに沿って各装置が動き出す。例えばプラズマ照射の電力値、プラズマトーチと被加工材のスタンドオフの値、プラズマトーチの移動とその速度などが連動し、制御しながら加工を行う。一方、加工開始と同時にモニタリング（Ｓ１０３）も始まる。発光スペクトルの測定と分光分析（Ｓ１０４）、加工装置のパラメータ、例えば各駆動部の機械座標、プラズマ照射の電力量を測定、監視を行う（Ｓ１０５）。Ｓ１０６で加工終了かを判断し、終了の場合は、加工を終了する（Ｓ１０９）。そうでない場合は、モニタリングしたデータを照合し（Ｓ１０７）、特に異常が見られない場合、当初の加工条件を維持して加工を進め、異常がある場合は、加工条件を修正し（Ｓ１０８）、加工を進める。
【００３３】
異常の例として、切断過程で、完全に切断できていない箇所が発生した場合について、以下に述べる。まず、予想される切断状況は、図４を用いて説明すると、途中までは切断が適正に行われていたが、なんらかの理由でプラズマ装置に供給される電力量が変動し、その影響で一時的にプラズマ照射が適切に行われず、その僅かの時間帯の箇所で未切断部位が発生した。一時的に電力値が変動したときの切断位置は、例えば図中の左から右へトーチ３１が移動するその中間の箇所である。そして、未切断の大きさは、その中間の箇所付近では、上半分は切断できたが、下半分は未切断となった。切断中は電力値、機械座標、被加工材発光のデータを収集している。
【００３４】
このケース１について、モニタリング側の視点で述べる。加工開始から途中までは、発光スペクトルと加工パラメータを照合し、特に警告するものはなく、予定のプログラムに沿って加工を進める。短冊切断が中間位置まできたとき、電力量は僅かに変動したが直ぐに回復した。一方、発光スペクトルのボロンの波長が、所定のトーチの位置で発光する量より小さくなった。さらに、ステンレス鋼成分の波長も相対的に小さくなった。ボロン量、ステンレス鋼ともに小さくなったことから、未切断箇所が生じたと判断し、直ぐに加工を一時停止する。電力量などの加工装置側のデータだけでなく、被加工材側からの信号である発光データとを照合することで誤判断を防ぎ、迅速な対応を自動的に進めることができる。
【００３５】
異常の検知と停止が極僅かなこともあり、未切断箇所発生直前までの座標値に戻しても問題ないか、否かの判断も自動ででき、このケースでは、未切断箇所まで戻しても、トーチが被加工材に干渉するなどの接触事故は起きないと判断し、未切断発生直前の座標までトーチ３１の位置を戻す。そして、電力量の極短時間の変動が原因と想定できるため、切断条件などの変更は行わず、プラズマ照射を再点火し、切断を再開する、といった制御ができる。実際の事例を多く取り入れて、フィードバックシステムに組み込むことで、制御の精度が向上する。さらに、波長形状、機械座標、電力量などのデータを機械学習することで、不具合が発生する前の予測も可能となり、未然に防ぎながら、切断作業を行うことができる。
【００３６】
次にケース２を説明する。ケース２は不具合の原因が長期間に少しずつ変化してきたときが原因のケースで、例えばプレス金型の磨耗が原因で切断に影響が生じるときの例を示す。短冊切断する前に、まず短冊切断箇所をプレスする。プレスに用いるパンチはダイス鋼などの硬く、耐摩耗性が高い材料で構成するが、多数回のプレスを行うと、少しずつ先端部に打痕ができて磨耗が生じる。この磨耗量は、1mmにも満たない量であるが、短冊切断のトーチ３１と被加工材の距離であるスタンドオフ量(プレスで凹んだ箇所とプラズマトーチのノズル先端までの距離)が大きくなり、プラズマ照射に影響を与える。通常スタンドオフの量は金型の駆動部の機械的な座標値で制御し、そのスタンドオフの量の妥当性はプラズマ加工の電圧、電流値から判断する。但し、読み取るときの基本的な前提は、被加工材の厚みが今までと同じものと仮定しており、磨耗によって少しずつ変化していく場合を想定していない条件で読み取ることになる。磨耗によって少しずつスタンドオフの量が変わってきても、電力量で少しずつ調整していくため、スタンドオフの限界点を超えるまでは判らない。
【００３７】
このケースでは、長期間に渡り切断時の発光量、機械的座標値、電力量を測定し照合する。例えばスタンドオフの量が経年変化した様子は、加工制御側のデータと被加工材側のデータ両方からのデータを照合するため、スタンドオフが変化した影響なのかどうかを把握することができる。例えば、スタンドオフの量が経年で大きくなる。電力量は初期の段階と変わらないとすると、少しずつ未接合が発生しやすくなる。実際には切断条件を適正化し、機械的座標値を調整するため、スタンドオフ量が経年で変化することはない。経年に至る長期間のデータ量と、その切断時の分光測定を含むモニタリングのデータを重ね合せることで、経年変化した切断条件の把握も可能となる。
【００３８】
被加工材の発光を受光して加工条件を適正化するため、ボロンの波長とその強度、或いはステンレス鋼の波長とその強度を常に適性化する機械座標に調整して制御が行われるため、例えば磨耗で少しずつスタンドオフ量が増えても、適正な切断を行うスタンドオフ量に修正して切断を行うことができる。
【００３９】
本実施例によれば、被加工材から発光する光を受光し、受光した光の波長と強度をリアルタイムに分析しているので、被加工物の加工の状況をリアルタイムにモニタリングすることができる。そして、加工の状況をフィードバックして、加工条件を適性化することができる。
【００４０】
被加工材から発光する光を受光プローブにより受光し、光ファイバにより発光分析機器に伝送して、受光した光の波長と強度を分析するため、例えば使用済みの制御棒の切断のような、高線量下で、水中の視界不良の中でも、リアルタイムに切断の様子を把握できる。そして、切断の状況に合わせて加工の仕方を調整でき、安全に確実に切断作業を行うことができる。
【実施例２】
【００４１】
実施例１では、プラズマトーチから照射する熱で被加工材を加工し、被加工材の燃焼の発光を受光するプラズマ加工の例を述べたが、被加工材が燃焼し発光する加工であれば良く、例えばガス溶断、レーザ加工、ワイヤーソー加工、電気抵抗の方法による加工で、被加工材の発光をモニタリングするものに適用できる。
【００４２】
上記実施例では、使用済み制御棒の切断に用いた例を説明したが、被加工物は、燃焼させて加工できるものであれば、用いることができる。また、周囲の状況は、高線量下や、視界不良の状況に限られないことは明らかである。
【符号の説明】
【００４３】
１０…制御棒、１１…連結棒、１２…ブレード部、１３…中性子吸収棒、１４…落下速度抑制部、１５…ブレードカバー、１６…ボロンカーバイド粉、１７…鋼管、２０…プレスユニット、２１…プレスパンチ、３０…プラズマ照射ユニット、３１…トーチ、４０…ブレード固定ユニット、４１…固定冶具、４５…縦切断トーチ、５０…クレーン、６０…貯蔵プール、６５…隔離水槽、６８…収納容器、７０…発光、８０…受光プローブ、８１…光ファイバ、８２…減光部、８３…焦点レンズ部、８４…保護カバー、８５…筐体、１１０…分光器、１２０…演算装置、１３０…記憶装置、１４０…制御部、１５０…加工部。
【図１】
2019155454.tif 000003
【図２】
2019155454.tif 000004
【図３】
2019155454.tif 000005
【図４】
2019155454.tif 000006
【図５】
2019155454.tif 000007
【図６】
2019155454.tif 000008