Material properties degradation of radiation shielding lead glasses by laser irradiation

レーザー照射による放射線遮へい鉛ガラスの機械的特性劣化

涌井 隆  ; 山崎 和彦*; 二川 正敏  

Wakui, Takashi; Yamasaki, Kazuhiko*; Futakawa, Masatoshi

鉛含有量の異なる2種類の放射線遮へいガラスと無鉛ガラスにNd:YAGレーザーを照射した。本研究のレーザー照射条件では、無鉛ガラスの照射損傷は確認されなかったが、鉛ガラスの照射損傷は確認され、鉛含有量が多いガラスの照射損傷が大きかった。ビッカース硬さ,弾性係数及び破壊靭性値について、ビッカース圧子を用いた微小押込み試験による評価した。鉛ガラスのそれぞれの値は、無鉛ガラスの値の82-75%,90-80%及び71-65%であった。球状圧子を用いた微小押込み試験により得られた押込み荷重-深さ曲線に対して、カルマンフィルタを用いた逆解析を行った結果、鉛ガラスの降伏応力は、無鉛ガラスの87-67%であった。また、鉛含有量の低いガラスにおいて、照射損傷部の降伏応力は、非照射部の値の74%であった。

Pulsed Nd:YAG laser was irradiated to two radiation shielding glasses with the different lead content and a lead-free glass. Although no irradiation damage of the lead-free glass was visually confirmed in the laser irradiation condition of this study, the irradiation damage in the lead glasses could be recognized and the lead glass with the high lead content tends to cause the higher irradiation damage. Vickers hardness, elastic modulus and fracture toughness were evaluated by indentation technique with a Vickers indenter were 82-75%, 90-80% and 71-65% of the lead-free glass, respectively. The yield stresses evaluated by the inverse analysis using Kalman's filter based on load-depth curve obtained by the indentation technique with a spherical indenter were 87-67% of the lead-free glass. The yield stress of the irradiation damage area of the lead glass with the low lead content decreased to 74% of unirradiated area.