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森田 洋右; 八木 敏明; 池原 潤一郎*
電気学会誘電・絶縁材料研究会資料; DEI-99-12, p.23 - 26, 1999/02
原子炉用電線ケーブル絶縁材の放射線と熱劣化を光音響法で調べた。波長を選択すれば、光音響法で高分子材料の劣化を検出することができた。これを電線ケーブルの劣化診断に応用した。
森田 洋右; 八木 敏明; 池原 潤一郎*
電気学会誘電・絶縁材料研究会資料; DEI-99-13, p.27 - 30, 1999/02
原子炉用電線ケーブル絶縁材の放射線と熱劣化を発生ガス分析及び酸素消費量から解析した。この結果、100
C以下の低い温度領域での劣化の活性化エネルギーを精度よく求めることができた。活性化エネルギーは14~20kcal/molであり、従来知られていたものより低い値を示した。
伊藤 政幸; 日馬 康雄; 八木 敏明; 岡田 漱平; 吉田 健三
マテリアルライフ, 5(1-2), p.18 - 24, 1993/04
室温での低線量率(0.33kGy/h)長時間照射(基準条件)に対して、基準条件同様に試料の中心部まで酸化されることを前提として、照射時間を約十分の一にするために、次の二つの高線量短時間照射条件を選び、各条件における試料の劣化挙動を比較した。1)0.5MPaの酸素加圧下で、4.2kGy/hでの照射。2)70Cの空気中で、5.0kGy/hの線量率での照射。試料として配合の異なる9種類のエチレン-プロピレンゴムを用い、最高2MGyまで照射後、100%モジュラスと破断伸びとの変化を検討し以下の結論を得た。酸素加圧下の場合には基準条件よりやや切断が多い傾向が認められ、70Cの照射では、やや架橋が進む傾向が認められた。しかし、時間短縮照射条件でのデータ群は基準条件のデータを1.0とするとほとんどの試料について1.0
0.25の範囲内にあり、時間短縮照射方法として両方法許容できると考えられる。
伊藤 政幸
Radiation Physics and Chemistry, 41(3), p.443 - 446, 1993/00
被引用回数：9 パーセンタイル：66.89(Chemistry, Physical)放射線の照射量を異にするエチレン-プロピレン純ゴムの化学発光を測定し、その発光量の線量と温度依存性とを70-160Cの範囲で調べた。測定に際し、試料の温度を一定に保って測定する定温法と、一つの試料を用いて系の温度を逐次上げながら測定する昇温法とを試みた。定温法では、測定時間の経過と共に発光量が変化した。そこで。測定された最大発光量を発光量とする方法(最大値法)と時間に対する変化がマックスウエル型になるデータ群から時間0に外挿して発光量とする方法(外挿法)とを比較した。数kGyの低線量照射により発光量は著しく増加するが、照射量と発光量とは比例せず、線量に対して飽和する傾向が認められた。310kGy照射した試料の活性化エネルギーは外挿法では、82.7kJ/mol、最大値法では74kJ/molであり、一方昇温法では温度範囲が70-115Cで86.7kJ/molを得た。
伊藤 政幸
DEI-92-112, p.49 - 55, 1992/12
エチレン-プロピレンゴムの放射線劣化を例として、ゴムの機械的性質の劣化に関して以下の提案を行う。1.ゴムの寿命の指標として破断伸びに注目することが一般的であるが、この指標にはゴムの腰の強さ(モジュラス)や強度の要素が入っていない。そこで、これらの要素をも含む応力-歪曲線の面積を「Tensile Energy」と名付け、これをゴムの寿命の指標とする。2.モジュラスの対数と破断伸びの対数との関係を「モジュラス-破断伸びプロフィル」と名付け、このプロフィルを用いると劣化に伴って起きる切断と架橋の比率が時間の経過と共に変化する様子が、求められる事を明らかにした。
伊藤 政幸
DEI-91-129, p.75 - 82, 1991/12
線量を変えて照射したEPRに種々の温度で熱を加え、加熱中の酸化反応の程度を反映している化学発光と酸化反応の結果EPR中に蓄積されるC=0基とを測定した。線量を異にする試料を一定温度に保ちながら化学発光を測定した。温度は60Cから10Cおきに160C迄を選んだ。いずれの温度でも僅かな線量(27kGy)で発光量は著しく増加するが、51kGy以上ではほとんど変わらない。発光量の活性化エネルギーは線量に依存せず82.7kJ/molである。線量を異にする試料について、熱暴露時間とC=0基の濃度との関係を調べると、C=0基の増加速度は線量に依存せず、温度のみに依存することが明らかになった。照射後のC=0基の濃度をCo、その試料をt時間熱暴露した時の濃度をCとすると、速度定数Kは(1)式で定義できた。60Cから140Cの範囲でのKの活性化エネルギーとして95.8kJ/molを得た。Log(C/Co)=Kt(1)
森田 洋右; 八木 敏明; 川上 和市郎
Radiation Effects on Polymers, p.485 - 499, 1991/00
1990年8月アメリカ化学会で発表した論文をまとめたものである。内容は、熱及び放射線劣化させたエチレン-プロピレンゴムの酸化領域をX線マイクロアナライザーにより定量的に測定したものである。
伊藤 政幸
マテリアルライフ, 2(3), p.156 - 161, 1990/07
非酸化環境の照射下で使用される耐放射線性エラストマーを開発することを目的として、生ゴムにエチレン-プロピレンゴムを選び、反応性の架橋防止剤であるスミライザーGMとエネルギー移動型の耐放射線付与剤であるプロピルフロランセンの添加による耐放射線性能の改善を試みた。2MeVの電子線加速器を用いて最大11.36MGyの線量まで照射し、室温で機械的性質を測定した。その結果、これらの添加剤の配合比を変えても照射に伴う破断強度と破断伸びの低下の抑制には顕著には働かないが、20%モジュラス、ヤング率の使用者に伴う上昇を抑制し、両添加剤の量を増やせば更にその効果が高くなることがあきらかになった。
線照射EPRの電気的特性に及ぼす充填剤の影響鬼頭 嚇巳*; 山中 三四郎*; 福田 正*; 沢 五郎*; 家田 正之*; 伊藤 政幸; 川上 和市郎
EIM-90-117, 10 Pages, 1990/00
放射線によるEPRの絶縁劣化機構を充填剤が存在する系について解明するために、ハードクレイを配合した系について検討した。配合剤の量を0から40部の範囲で変えた試料にCo-60線室温の酸化環境下で照射した。照射は0から0.8MGyの範囲内で線量を変えて行なった。各試料について充電電流と放電電流を測定し、Cole-Coleの式を用いて解析し、次の結果を得た。1)未照射試料の導電率はゴムと充填剤の界面に依存するキャリアトラップと充填剤による導電路を仮定することにより説明できる。2)放射線による分散強度の変化は充填剤を4部から20部配合した試料では低線量で急増し、その後飽和する傾向を示すのに対して40部配合した試料では照射による変化が少ない。
森田 洋右; 八木 敏明; 神村 誠二*; 渡辺 清*; 松山 茂樹*
日立電線, 0(9), p.77 - 82, 1990/00
核燃料サイクル関連や高速増殖炉などの新しい原子力施設で要求される10~100MGy級の超耐放射線性ケーブルを開発した。10MGy級については、絶縁体はエチレン-プロピレンゴム、シースはクロロスルホン化ポリエチレンをベースとし、耐放射線性助剤として特定の芳香族油等を添加することにより、固定用と移動用の2種類のケーブルの開発をした。100MGy級に関しては、絶縁材料として無機/有機複合系を検討し、無機はマイカ及びガラス繊維、有機成分は耐放射線性の優れたポリイミドを用い、可とう性の優れたケーブルを開発した。これらは従来にない新しいケーブルであり、多くの応用が期待される。
伊藤 政幸; 日馬 康雄; 八木 敏明; 吉田 健三
EIM-86-126, p.55 - 62, 1986/00
生ゴムの種類や配合を異にする9種類のEPDMについて放射線劣化の温度依存性を調べた。 照射に伴うモジュラスの変化はEPDMの種類によって多様であるが、モジュラスの保持率と伸びの保持率との間には逆相関関係があることが明らかとなった。また、90~140Cの範囲での照射劣化の見かけの活性化エネルギーを次の二つの基準で試料毎に算出した。 1)破断伸びが300%に達する線量のアレニウスプロット 2)破断伸びの保持率が0.5となる線量のアレニウスプロット 各方法で算出した値を平均値と標準偏差を求めると次の結果が得られた。 1)の方法5.61.6kcal/mol(23.47.5kJ/mol) 2)の方法5.11.2kcal/mol(21.45.2kJ/mol)
伊藤 政幸; 岡田 漱平; 八木 敏明; 日馬 康雄
EIM-85-163, p.103 - 116, 1985/00
仮想事故であるLOCA環境を逐次法で模擬するための放射線照射条件を検討した。試料は電線の絶縁材として使用されているエチレン-プロピレンゴム(EPDM)で、生ゴムの種類と配合されているエチレン-プロピレンゴム(EPDM)で、生ゴムの種類と配合を変えた9種類である。 照射はLOCAシュミレーション期間に近い約200日間に最大2.0MGy照射した。(0.33kGy/h)また時間短縮試験に資するためにこれより約10倍高い線量率での照射も行った。この際試料が不均一酸化状態となるのを防ぐために酸素加圧下、空気中70C、での二つの方法で照射した。 照射後引張り試験によってモジュラス、破断伸び、破断強度を測定した。三条件での劣化挙動を総合的に検討した結果、上に述べた二つの時間短縮方法はおおむね妥当と判断できる。
伊藤 政幸; 日馬 康雄; 八木 敏明; 岡田 漱平; 吉川 正人; 吉田 健三
EIM-83-122, p.65 - 72, 1983/00
典型的な絶縁配合エチレン-プロピレンゴムを種々の環境下で照射し、機械的、電気的物性を測定して次の二つの観点から考察した。1)照射劣化の温度依存性:機械的性質は70~125Cの範囲内では温度依存性が少ないが140Cでは伸びの低下がいちじるしい。絶縁抵抗は110Cまではほとんど温度依存性がなく、それ以上の温度でははげしい温度依存性を示し、高温での酸化劣化のはげしさをうかがわせる。2)時間短縮試験方法:室温で低線量率長期間照射に等価な時間短縮試験方法として酸素加圧照射の他に酸素の拡散速度を高める方法を試みた。具体的には材料が熱劣化しない70Cで照射する方法である。この方法も酸素加圧照射同様電気的にも機械的にも時間短縮試験方法になり得ることがわかった。
伊藤 政幸
Radiation Physics and Chemistry, 17, p.203 - 205, 1981/00
化学応力緩和の測定はゴムの熱劣化の研究手段として発展してきた、この方法を放射線劣化の研究手段として応用した。試料として電線材料に用いられるエチレン-プロピレンゴムを選び、120Cから170Cの温度範囲で線量率2.2
10
R/hrから1.0510
R/hrにおいて応力緩和の速度を測定し以下の結果を得た。1.応力緩和曲線はMax Well型である。2.熱による緩和速度K(h)、放射線による緩和速度K(r)とし、熱と放射線を同時に加えた場合の緩和速度K(h+r)との間には以下の関係がある。K(h+r)=Const.I
exp(E'/RT)+K(h) 以上のように熱と放射線の間には単純な加成法則が成立せず、相乗効果が認められその程度はE'で表わされるのでE'を熱と放射線の相乗係数と定義する。
伊藤 政幸; 岡田 漱平; 栗山 将
Radiation Physics and Chemistry, 16, p.481 - 485, 1980/00
高分子の粘弾性における「時間-温度換算則」を化学反応を伴う系に拡張し、化学応力緩和においても時間-温度換算則」が成立しマスターカーブが得られる事を示した。さらに放射線照射によって生じる分子鎖切断に基づく化学応力緩和の場合には「線量率-時間換算則」が成立してマスターカーブが得られる事を見い出した。 両マスターカーブを検討すると放射線の場合は時間に比例して緩和が進むに比べ、熱の場合にはある時間までは緩和がおだやかでそれをこえると急速に緩和する事がわかった。 また放射線照射によってゴムに生じる分子鎖切断速度と架橋速度の両者を求める方法を提案し、エチレン-プロピレンゴムについての実験結果を示した。 (53年レオロジー討論会において発表した。)
岡田 漱平; 伊藤 政幸; 中瀬 吉昭; 栗山 将
日本原子力学会誌, 21(10), p.54 - 60, 1979/00
A-8370と同じである。原子炉周辺で使用される電線ケーブルの寿命推定に関して、各種環境下、例えば熱,放射線あるいはそれらの複合下における絶縁材料(エチレンプロピレンゴム)の劣化試験法について研究した。反応論モデルを適用し、熱重量測定で得られた加熱曲線の動力学的解析法を改良し、従来のように反応速度定数に関するアレニウス則を仮定せずに、反応速度定数の温度依存性及び反応型を求めることを可能とした(TG-Matrix法)。応力緩和測定では、温度変化あるいは放射線の線量率変化に対して、緩和曲線の重ね合わせが成立し、母曲線と移動因子(反応論モデルでは加速係数)が得られることがわかった。上記TG-Matrix法及び移動因子の評価による電線ケーブル等の寿命推定法、あるいは短時間試験法についても検討した。
