AbstractSeveral kinds of optical diagnostics are planned in a fusion reactor. Complicated optical systems such as periscopes are thought to be primary candidates for optical measurements, especially for visible wavelengths. However, optical fibers have several advantages over such optical systems. Also, the optical fibers could be a far better transmission line for signals under a high electromagnetic field. However, they have been considered vulnerable to heavy irradiation. In this study, several kinds of optical fibers were irradiated in the Japan Material Testing Reactor (JMTR). The optical transmissivity in fibers was measured in situ during fast neutron and gamma irradiation, up to doses of 2×1024 n m−2 and 5×109 Gy, respectively. The irradiation temperature ranged from 300 to 700 K. For pure ionizing irradiation environments, some methods for improving the radiation resistance of optical fibers were indicated. The results showed that effects of the irradiation associated with fast neutrons would be different from the effects of pure ionizing irradiation. Some fibers were found to withstand the heavy irradiation, especially in an infrared wavelength range.
核融合炉において、数種類の光学診断が計画されている。ペリスコープのような複雑な光学系は、特に可視波長域における光学測定の主要な候補と考えられている。しかしながら、光ファイバーはそのような光学系に対していくつかの利点を有している。また、光ファイバーは強磁場下での信号伝送路としてはるかに優れている可能性がある。しかしながら、光ファイバーは強い放射線照射に対して脆弱であると考えられてきた。本研究では、数種類の光ファイバーが日本材料試験炉（JMTR）において照射された。光ファイバーの光透過率は、高速中性子およびガンマ線照射中にその場（インサイチュ）測定され、それぞれ最大で2×10²⁴ n m⁻²および5×10⁹ Gyの線量に達した。照射温度は300Kから700Kの範囲であった。純粋な電離放射線環境において、光ファイバーの耐放射線性を向上させるためのいくつかの方法が示された。結果は、高速中性子に伴う影響が純粋な電離放射線照射による影響とは異なることを示した。いくつかのファイバーは、特に赤外波長域において、強い照射に耐えることが見出された。