ポリエチレンの放射線照射後のゲル分率の変化; 陽電子消滅寿命測定法による評価

Change in gel fraction of polyethylene after irradiation; Evaluation by positron annihilation lifetime spectroscopy

北田 直也*; 岡 壽崇   ; 奥津 賢一*; 山下 琢磨*; 木野 康志*; 関根 勉*

Kitada, Naoya*; Oka, Toshitaka; Okutsu, Kenichi*; Yamashita, Takuma*; Kino, Yasushi*; Sekine, Tsutomu*

高分子材料は原子力発電所や加速器において、絶縁体やケーブル被覆材として広く使われており、長期間厳しい放射線にさらされ、酸化や切断によって劣化が起こる。これまではゲル分率測定や引張試験などの破壊試験で劣化の挙動が調べられてきたが、本研究では陽電子消滅寿命測定法を用いて、高分子材料の劣化を非破壊で評価できるかどうかを検討した。その結果、分子の隙間で消滅する陽電子の割合と、高分子鎖の架橋度の指標であるゲル分率の間に関係があることがわかった。

Polyethylene (PE) is widely used for insulators in nuclear power plants and accelerators. During long-term usage, since PE is subjected to radiation environments, and is degraded by oxidation. To evaluate the degradation of PE, destructive measurement such as gel fraction measurement and tensite test, are usually utilized. In this work, we attempted to evaluate the degradation undestructively by using positron annihilation lifetime spectroscopy. We found out the relationship between the ratio of the positrons annihilation in the free volume hole and the gel fraction (corresponds with the cross-linking of the polymer matrix).