微細加工およびナノ粒子コーティングによる粉末付着防止技術開発

Development of the prevention technique for the powder adhesion on substrate by the micro-fabrication and nanoparticle coating

瀬川 智臣 ; 川口 浩一  ; 石井 克典 ; 都倉 諒磨*; 佐藤根 大士*; 鈴木 道隆*

Segawa, Tomoomi; Kawaguchi, Koichi; Ishii, Katsunori; Tokura, Ryoma*; Satone, Hiroshi*; Suzuki, Michitaka*

グローブボックスにおける核燃料物質の滞留並びに外部被ばく線量の低減等を目的として、グローブボックス構成材への微細加工およびナノ粒子コーティングによる粉末付着防止に係る技術開発を進めている。微細加工を施したステンレスおよびナノ粒子コーティングを施したアクリル、ポリカーボネート、ステンレスの粉末付着防止効果並びに付着力を評価した。原子間力顕微鏡により、未改質および微細加工を施したステンレス表面とコロイドプローブ間の付着力を測定した。未改質の場合、付着力は約2.03 nNである一方、微細加工を施した場合、付着力は約1.16 nNに低下することが明らかとなった。微細な凹凸により探針と表面の接触面積が減少し、ファンデルワールス力が低下したと考えられる。本手法は、グローブボックスにおける核燃料物質の滞留並びに外部被ばく線量の低減、パネルの視認性向上、MOX粉末を取扱う設備等に有効と考えられる。

To reduce the hold-up of the nuclear material in the glove box and the external exposure dose, the development of the technology of the powder adhesion prevention by the micro-fabrication and nanoparticle coating to the glove box component has been proceed. The prevention effect of powder adhesion and adhesion force of micro-fabricated stainless steel and acrylic, polycarbonate and stainless steel coated with nanoparticle were evaluated. The atomic force microscope was used for measuring the adhesion force between the unmodified and micro-fabricated stainless steel surface and the colloidal probe. In the case of unmodified, the adhesion force was about 2.03 nN, whereas when the micro-fabricated, the adhesive force was reduced to about 1.16 nN. This method is considered to be effective for the reduction of the hold-up of the nuclear material in the glove box and the external exposure dose.