Measurement of radiolytic yield of nitric acid in air

放射線分解によって生成される空気中の硝酸の測定

神田 征夫*; 沖 雄一*; 横山 須美; 佐藤 薫   ; 野口 宏; 田中 進*; 飯田 孝夫*

Kanda, Yukio*; Oki, Yuichi*; Yokoyama, Sumi; Sato, Kaoru; Noguchi, Hiroshi; Tanaka, Susumu*; Iida, Takao*

高エネルギー加速器の運転に伴い発生するビームライン周辺の高エネルギー放射線場では、空気の放射線分解により窒素酸化物やオゾンが生成される。窒素酸化物のうち、硝酸は強い酸化力を持つことから、機器類の腐食の原因となる。J-PARCのような大強度陽子加速器施設では、空気中に大量に硝酸が生成され、放射線と同時に腐食による機器類の損傷が問題となる。しかし、高エネルギー放射線場での線量や線量率と硝酸の生成との関係についてはほとんど報告されていない。そこで、本研究では、高エネルギー陽子照射により、空気中に生成される硝酸量を定量的に評価するため、硝酸のG値(100eVあたりの生成分子数)を測定した。48MeV陽子を5分間、2nAでガラス容器に封入した室内空気を照射した結果、高エネルギー陽子照射に対する硝酸のG値は1.460.12となった。この値は、以前に陽子シンクロトロンの放射線場で得られた放射線分解生成物の相対的な生成比から推定した硝酸のG値よりも高かった。しかし、2000及び4300R/hの線量率でCo-60の線を空気に照射した場合の硝酸のG値と非常に近い値となった。

The operation of high-energy accelerators leads to the production of radiolytic noxious gases, such as ozone and nitrogen compounds in the air of the beam-line tunnels. Among nitrogen compounds, nitric acid is a principal radiolytic compound produced in large quantities. In the high-intensity proton accelerator, such as J-PARC, a very strong radiation environment leads to an abundant production of nitric acid. A quantitative assessment of the damage due to corrosion with nitric acid is essential for machine maintenance and information concerning the formation of nitric acid is a requisite for that. In this work, the G-value for nitric acid production was measured by irradiating atmospheric air with 48MeV-protons. The G-value was obtained to be 1.460.12. The G-value for nitric acid production obtained in this experiment was larger than the estimated value, but very close to the value of 1.5 given by irradiating the air with Co-60-rays.