High-heat-resistant neutron shielding resin

高い耐熱性を有する中性子遮へい樹脂

助川 篤彦; 奥野 功一*; 櫻井 真治

Sukegawa, Atsuhiko; Okuno, Koichi*; Sakurai, Shinji

高い耐熱性を有する中性子遮へい樹脂材は、成形性と軽量性の観点から核融合試験装置や計測器のコリーメータでの使用が期待されている。今回、耐熱性を有する3種類の樹脂材について遮へい性能試験を実施した。これまでに耐熱性を有する中性子遮へい樹脂材はKRAFTON-HB4やEPONITEがあった。KRAFTON-HB-4は耐熱温度150C未満で高速炉用に開発された遮へい材でエポキシ樹脂ベースにホウ素が含まれている。EPONITEは耐熱温度200C未満でPET加速器用に開発された遮へい材でエポキシ樹脂ベースに灰硼石が含まれている。今回新たに開発した樹脂は耐熱温度が300Cでフェノール樹脂をベースにBCを混練した。中性子遮へいに重要な水素成分とホウ素成分の重量割合は、開発樹脂で(H:1.94, B:6.1)、KRAFTON-HB4で(H:10.5, B:2.0)、EPONITEで(H:3.8, B:30.4)である。中性子線量減衰率の測定実験はCf中性子源を使って実施した。中性子線量測定にはレムカウンターを用いた。その結果、中性子線量が10分の1(1/10価層)になるまでに要する遮へい材の厚さは、ポリエチレンと開発樹脂で0.14m、KRAFTON-HB4で0.15m、EPONITEで0.09mであり、耐熱性は若干劣るもののEPONITEの遮へい性能が最も良いことがわかった。

The resin as a neutron shielding material with flexibility in shape and lightness is expected to be set up near the fusion tokamak devices and as the collimator of the diagnostics. KRAFTON-HB4 is epoxy-based resin that contains boron. It has been developed for future FBR shielding materials. The heat resistant temperature is 150C. EPONITE is neutron shielding material based on Colemanite and epoxy-based resin that contains boric acid. It has been developed for a PET shielding materials. The heat resistant temperature is 200C. The boron-loaded resin with the heat resistance applicable to 300C has been newly developed. The developed resin is made of phenol-based resin that has improved heatproof. The weight percent of hydrogen and boron are the developed resin (H: 1.94, B: 6.1), KRAFTON-HB4 (H: 10.5, B: 2.0), and EPONITE (H: 3.8, B: 30.4). Neutron attenuation experiments of these resins were carried out using Cf neutron source. In the experiments, neutron dose attenuation were measured by a REM counter. The tenth layer of Polyethylene, the developed resin, KRAFTON-HB4 and EPONITE are 0.14 m, 0.14 m, 0.15 m and 0.09 m, respectively.