Identification of carbon in glassy cesium-bearing microparticles using electron microscopy and formation mechanisms of the microparticles

電子顕微鏡を用いたガラス状セシウム含有微粒子中の炭素の同定と推定される微粒子の生成機構

日高 昭秀   

Hidaka, Akihide

福島第一原子力発電所事故時に放出されたガラス状セシウム含有微粒子(タイプA)の生成機構として、著者は、以前、3号機の水素爆発時に、非常用ガス処理系(SGTS)のHEPAフィルタのガラス繊維が溶融し微粒化したことが原因である可能性を指摘した。この仮説が正しければ、ガラス繊維には炭素を含むバインダが塗布され、その近くには活性炭フィルタがあるため、623K以上で自然発火する炭素は、水素爆発の短い加熱期間中に燃焼し切らず、タイプAの中またはタイプAの近くに残っている可能性がある。従来の類似研究は、粒子固定用に炭素テープを用いていたため炭素の同定が困難であった。そこで、本研究では炭素以外のテープと電子プローブマイクロアナライザ(EPMA)を用いて測定を行った。その結果、タイプAはバインダ由来の炭素を含み、タイプAに付随する非球形粒子やタイプAを覆う被膜には、活性炭フィルタ起源と考えられる炭素を含むことを確認した。この結果は、従来の生成機構では説明できず、著者が提案した仮説によって説明可能である。タイプAの生成機構を決定するのは時期尚早かもしれないが、本情報は生成機構の温度条件を制限するのに有用と考えられる。

The author previously proposed that the Cs bearing microparticle (Type A) may have been formed by melting and atomization of glass fibers (GF) of the HEPA filter in the SGTS due to flame and blast during the hydrogen explosion in Unit 3. If this hypothesis is correct, the Type A could contain or accompany carbon (C), that ignites spontaneously above 623 K, because of the limited time to be heated up, inclusion of C in the binder applied on the GF surface and closely located charcoal filter. As the previous studies did not focus on C, the present analyses were performed with EPMA whether the Type A contains C. The results showed that the Type A contained C originating from the binder, and non-spherical particles accompanied by the Type A and the film surrounding the Type A contained more C, which is thought to originate from the charcoal filter. These results cannot be explained by the other mechanisms proposed so far, and can be explained consistently by the author proposed hypothesis.