核燃料再処理施設におけるグローブボックス用グローブの物性調査; 定期交換したグローブの物性と使用可能年数の推測

Physical property investigation of gloves for glove boxes in nuclear fuel reprocessing plants; Physical properties of used gloves and estimation of its life-time

山本 昌彦   ; 西田 直樹 ; 小林 大輔; 根本 良*; 林 宏幸*; 北尾 貴彦 ; 久野 剛彦 

Yamamoto, Masahiko; Nishida, Naoki; Kobayashi, Daisuke; Nemoto, Ryo*; Hayashi, Hiroyuki*; Kitao, Takahiko; Kuno, Takehiko

日本原子力研究開発機構の東海再処理施設において核燃料物質の取り扱いに使用するグローブボックス用グローブ(以下、「グローブ」という。)は、内部規則にて使用期限が定められており、グローブボックスに取り付け後、異常の有無に係わらず最長4年で交換している。一方、グローブの材質は合成ゴムであることから、使用環境(使用頻度、薬品、放射線量等)によってその劣化度合は異なる。そこで、本件では使用環境毎にグローブを分類し、その物性値を測定すること等により、グローブの劣化状況に応じた使用可能年数の技術的評価手法を確立するとともに、グローブの使用可能な年数を推測した。外観上の異常もなく定期交換したグローブについて、測定した物性値は、新品のグローブの納品時に確認している受入基準値を満足し、新品のグローブと同等の物理的特性を有していることが分かった。このため、使用期限を迎えたこれらグローブは、新品のグローブの最長使用年数である4年を追加した合計8年間の使用が可能であると考えられた。また、グローブの物性値と使用年数をプロットして外挿線を作成した結果、使用年数8年における物性値は、過去にグローブの破損等が報告されている物性値よりも安全側の値を示し、非管理区域の倉庫にて8年及び23年間保管した長期保管グローブの物性値と有意な差は見られなかった。これらより、東海再処理施設におけるグローブの最長使用年数は8年と設定した。なお、グローブの点検頻度、項目は従来の実施内容から変更せず、異常が確認されれば使用年数に関係なく速やかに交換される管理であることから、使用年数を8年に延長した場合でもグローブ使用に伴う安全性の低下(リスクの上昇)は生じない。また、使用年数の延長に伴い、グローブの購入費、グローブ交換等の作業労力、廃棄物発生量を従来よりもそれぞれ約4割低減させることができ、定期のグローブ交換に伴う汚染発生のリスク、作業者の被ばくのリスクも低減され、グローブ管理の効率化・合理化が図られた。

Glove-box gloves, that are used for handling nuclear fuel materials at the Tokai Reprocessing Plant (TRP) of the Japan Atomic Energy Agency, have an expiration date by internal rules. All gloves are replaced at a maximum of every 4-year. However, degrees of glove deterioration varies depending on its usage environment such as frequency, chemicals, and radiation dose. Therefore, physical properties such as tensile strength, elongation, hardness of gloves are measured and technical evaluation method for the glove life-time is established. It was found that gloves without any defects in its appearance have enough physical properties and satisfies the acceptance criteria values of new gloves. Thus, it was considered that the expired gloves could be used for total of 8-year, by adding 4-year of new glove life-time. In addition, the results of extrapolation by plotting the glove's physical properties versus the used years showed that the physical properties at 8-year is on the safer side than the reported physical properties of broken glove. Also, the data are not significantly different from the physical properties of the long-term storage glove (8 and 23 years). Based on these results, life-time of gloves at TRP is set to be 8-year. The frequency of glove inspections are not changed, and if any defects is found, the glove is promptly replaced. Thus, the risk related to glove usage is not increased. The cost of purchasing gloves, labor for glove replacement, and the amount of generated waste can be reduced by approximately 40%, respectively, resulting in more efficient and rationalized glove management.