Polymer oxidation mechanisms by thermal and radiation ageing for cables in nuclear power plant

原子力発電所用ケーブルの熱・放射線経年劣化における高分子の酸化機構

瀬口 忠男*; 田村 清俊; 島田 明彦; 出崎 亮; 大島 武; 工藤 久明*

Seguchi, Tadao*; Tamura, Kiyotoshi; Shimada, Akihiko; Idesaki, Akira; Oshima, Takeshi; Kudo, Hisaaki*

原子力発電所ケーブルの経年劣化による寿命は、熱と放射線による加速試験で求められている。そのため、ケーブル絶縁材料であるポリエチレン(PE),エチレンプロピレンゴム(EPR)の酸化反応機構を測定分析した。PE, EPRに添加されている微量の酸化防止剤が劣化に大きな影響を与えているが、その効果は熱と放射線で大きく異なることが定量的に分析された。この結果、劣化は放射線と熱の組合せによって変化する原因が解析でき、これまでの試験方法による寿命推定の課題が解明された。

The degradation mechanisms of polymer materials as PE, EPR for cable insulations in a nuclear power plant were studied by accelerated thermal and radiation ageing. The contribution of stabilizers to polymer degradation was investigated by the measurements of oxidation products, content of stabilizers, and also mechanical properties. It was found that an antioxidant among the stabilizers was very effective to decrease the thermal oxidation but less effective to the radiation induced oxidation. The content of the antioxidant decreases by evaporation during thermal ageing and by decomposition with dose during radiation ageing. The new degradation mechanisms in polymer ageing are proposed.