プラスチック容器及びセルロース系樹脂の放射線照射実験

Gas generation by -ray irradiation to polyethylene, polystyrene and cellulose resin

齋藤 浩介

Saito, Kosuke

平成22年7月23日、原子力機構プルトニウム燃料第一開発室で火災が発生した。火災は、管理区域内工程室におけるグローブボックス内の、核物質を保管していたステンレス製容器から発生したものであり、この原因を究明するためにさまざまな角度から調査が実施された。当該ステンレス製容器内には、プラスチック容器等に収納されたウラン化合物やプルトニウム化合物が存在しており、火災原因として、プラスチック容器の放射線分解によって生成した水素ガス、その他可燃性ガスへの引火事象の可能性が指摘された。プラスチック容器はポリエチレン(PE)及びポリスチレン(PS)製であり、線の照射によって水素ガス,炭酸ガス,メタン,エタンなどが発生することが知られている。また、上記重金属化合物粉末の固化材としてセルロース系樹脂を使用していた。このセルロース系樹脂に関しては、線照射によるガス発生の報告は皆無である。そこで、これらのプラスチック及び樹脂の、放射線分解による水素及び可燃性ガスの発生を実験的に定量するために、線照射施設を用いた照射実験を実施した。

At 23rd July 2010, a fire accident broke out in Plutonium Fuel Development Center (Pu Center), Tokai, JAEA. The fire was occurred from the cylindrical container of stainless steel in a glove box which loaded uranium and plutonium compounds. In order to clear up the cause of the fire, Pu Center studied it from all angles. For one of the possible causes, some inflammable gas and/or hydrogen gas were deduced to be generated from irradiated plastic cases and/or cellulose resin which are organic substances in the stainless container. The plastic cases, which were used to reposit nuclear materials, are made of both polyethylene (PE) and polystyrene (PS). The both polymer was known to be decomposed by -ray irradiation and generate hydrogen gas, whose quantitative evaluation as absorbed dose was reported. As for PE, other gases such as carbon oxides, methane and ethane are produced. Cellulose resin was used for binder of uranium nitride powder, but gas generation from cellulose resin by -ray irradiation has not been reported. Then, in order to demonstrate and investigate hydrogen and inflammable-gas generation from polymers and cellulose resins, -ray irradiation to the materials and analyses of the generated gaseous substances were performed.