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Experimental study of the effect of radiation exposure to concrete

放射線照射がコンクリートに及ぼす影響に関する実験的検討

藤原 一成*; 伊東 賢伸*; 笹沼 美和*; 田中 英朗*; 広谷 浄*; 鬼沢 邦雄; 鈴木 雅秀; 雨澤 博男*

Fujiwara, Kazushige*; Ito, Masanobu*; Sasanuma, Miwa*; Tanaka, Hideo*; Hirotani, Kiyoshi*; Onizawa, Kunio; Suzuki, Masahide; Amezawa, Hiroo*

現在国内では、原子力発電所の高経年化に対する関心が高まっている。しかしながら、原子力発電所を構成するコンクリートに及ぼす放射線照射の影響については、研究例や実測例が非常に少ないのが現状である。そこで、放射線照射がコンクリートの基本的な材料特性に及ぼす影響を確認するため、JMTRにおいてコンクリート試験体への照射試験を行った。JMTRでの照射試験では、照射中のコンクリート試験体の温度は原子力発電所の設計規定値である65$$^{circ}$$C以下を満足し、高速中性子照射量は、代表的BWR型原子力発電所の原子炉圧力容器外側における60年相当の照射量を十分に超える12$$times$$10$$^{18}$$n/cm$$^{2}$$(E$$>$$0.1MeV)を与えることができた。照射後のコンクリート試験体を用いた圧縮強度試験の結果、基本的な環境で養生したコンクリート試験体とほぼ同等の圧縮強度が得られた。また、試験体の水分量を測定した結果、結合水量に照射前後で変化は見られなかった。以上より、本実験における照射量の範囲では、放射線照射がコンクリートの基本的な材料特性に大きな影響を及ぼさないことを確認した。

Concerns over aged nuclear power stations are mounting in Japan today. However, there exists only a small number of experimental studies regarding the effect of radiation exposure to concrete. We have consequently conducted an irradiation test at JMTR on concrete specimens to confirm the effect of radiation exposure on the basic material properties of concrete. Irradiation temperature was kept lower than 65$$^{circ}$$C. The maximum fast neutron fluence reached 12$$times$$10$$^{18}$$ n/cm$$^{2}$$ (E$$>$$ 0.1 MeV), which is sufficiently exceeding total fast neutron fluence to be exposed to the concrete located at the exterior of a reactor pressure vessel in a typical BWR for 60-year operation. Compressive strength of the irradiated concrete specimens was roughly equivalent to that of concrete specimens cured for the same duration under the standard environment. By measuring chemically bound water content of irradiated specimens, no changes after irradiation were observed. It was confirmed that radiation exposure did not significantly affect the basic material properties of concrete within the range of radiation doses adopted in this study.

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