Degradation behavior of surface-mounted LED by irradiation

武内 伴照; 大塚 紀彰; 上原 聡明; 熊原 肇*; 土谷 邦彦

QST-M-2; QST Takasaki Annual Report 2015, P. 80, 2017/03

https://repo.qst.go.jp/records/73804

水中でも伝送可能かつ耐放射線性をもつ可視光無線伝送システムの構築を目指して、発光素子の候補である発光ダイオード(LED)の線照射効果の評価を行った。照射劣化を評価するため、電流電圧特性及び全光束を測定した。その結果、照射後に、LEDは全光束が減少するとともに樹脂レンズ部が着色したが、電流電圧特性はほとんど変化は無かった。結果から、両素子の特性劣化の主因は半導体部分の劣化ではなく、樹脂の着色によるものであることが示唆された。一方、砲弾型よりも表面実装型LEDのほうが、照射量に対する全光束の減少速度が小さかったことから、開発中の無線伝送システムの発光素子に適することが分かった。

サイクル機構-原研融合研究成果報告書; 照射環境における原子炉構造材料の劣化現象に関する研究(共同研究)

星屋 泰二*; 上野 文義; 高屋 茂*; 永江 勇二*; 根本 義之; 三輪 幸夫; 青砥 紀身*; 塚田 隆; 阿部 康弘*; 中村 保雄*; et al.

JAERI-Research 2004-016, 53 Pages, 2004/10

JAERI-Research-2004-016.pdf:22.07MB

日本原子力研究所と核燃料サイクル開発機構は、平成15年度から、両機関の統合に向けた先行的取り組みとして、研究開発の効率的推進と相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、原子炉構造材料分野における「融合研究」として、高速炉や軽水炉の照射環境における構造材料について、照射劣化機構の解明,劣化の早期検出及び評価方法の開発を目的とする。平成15年度は、本研究に用いる遠隔操作型磁化測定装置及び微少腐食量計測装置の設計及び開発を行った。耐放射線及び遠隔操作を考慮したこれらの装置により、照射後試料の劣化現象を高感度に検出することが可能となった。今後、両装置を用いて照射材を用いた材料劣化の研究を実施する。

Spectral response of and electron irradiation pin photodiode

小野田 忍; 平尾 敏雄; Laird, J. S.; 森 英喜; 岡本 毅*; 小泉 義晴*; 伊藤 久義

Proceedings of 6th European Conference on Radiation and its Effects on Components and System (RADECS 2001) (CD-ROM), 5 Pages, 2002/00

pinフォトダイオードの放射線劣化を電子線と線照射で比較した。照射には1MeV電子線(照射量: 2.6E13cmから1.3E15cm)と線(照射量:0.083Mradから71Mrad)を用いた。電子線及び線とも照射量増加に伴い検出ピーク波長の位置が低波長側へシフトし、かつ強度が低下することを確認できた。また、このシフトを非イオン化エネルギー損失(NIEL)の式を用いて解析した結果、少数キャリア拡散長の損傷係数として7.0E-9g/KeVcmが得られ、電子線,線照射によるダイオード特性の劣化は、ともにNIELの概念で説明できる。

エラストマーの寿命の新しい評価方法

伊藤 政幸

マテリアルライフ, 7(4), p.195 - 200, 1995/10

http://ci.nii.ac.jp/naid/10002139041

ゴムの応力-歪曲線の面積をTensile Energy (T.E)と定義し、T.Eをゴムの劣化の指標とすることを提案する。劣化に伴うT.Eの変化を検討するために、試料として生ゴムの種類と配合を変えた11種類のエチレン-プロピレンゴムを用いた。試料に70Cの空気中でCo-60線を線量率3.0kGy/hで線量を変えて照射し、室温で機械的に性質を測定した。破断伸び、引張り強さは必ずしも環境曝露時間(線量)の増加と共には低下せず、劣化の指標として適当ではない場合が認められた。一方、T.Eは環境曝露時間(線量)の対数に対して一本の直線、あるいは途中で一つの折れ曲がりを持つ直線にそって低下するので、劣化の指標として適切であることが明らかになった。

New method of nondestructive measurement for assessment of material degradation of aged reactor pressure vessels

荒 克之; 中島 伸也; 海老根 典也; 坂佐井 馨

Proc. of the Japan-Central Europe Joint Workshop on Advanced Computing in Engineering, 0, p.221 - 226, 1994/00

原子炉圧力容器の中性子照射による経年劣化を非破壊的に計測する方法として「磁気問かけ法」を提案した。この方法は、圧力容器鋼材の照射誘起硬化と保磁力変化の間に存在する良い相関関係に着目したものである。圧力容器を磁気ヨークによって局部的に磁化したときの圧力容器表面の磁界分布を計測し、その磁界分布から静磁界解析の手法を通して、圧力容器厚さ方向の保磁力分布を推定する。この保磁力分布は圧力容器厚さ方向の硬さ分布すなわち厚さ方向の劣化分布に関する重要な情報を提供するものである。「磁気問かけ法」を実現するためにはいくつかのR&D項目がある。これらは学際的研究であり、チャレンジングなものである。その一つに肉盛り溶接部厚さの非破壊計測があり、著者らはその可能性について検討し、良い結果を得た。

エラストマーの機械的性質の劣化に対する新観点

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。

材料劣化の少ない電子線滅菌

吉井 文男

医科器械学, 62(2), p.78 - 86, 1992/02

http://ci.nii.ac.jp/naid/110002519767

原研では医療用具素材であるポリプロピレン(pp)の電子線とガンマ線の照射劣化の比較と耐放射線性を上げるための研究を行っている。電子線照射はガンマ線よりも照射中の酸化劣化および照射後の経時劣化が少なく、その違いは化学発光法による酸化量の測定から明らかにした。耐放射線性の高いppは、エチレンと共重合した共重合体、高分子量ppおよび成形後急冷によって得たポリマーであることが分った。以上の結果をもとに医療用具素材の照射効果からみた電子線滅菌についてまとめた。

原子炉の中で使用されたOリングの劣化と余寿命

伊藤 政幸; 池島 義昭; 白石 忠男; 佐藤 隆一; 田中 勲; 市橋 芳徳

マテリアルライフ, 4(1), p.37 - 43, 1992/01

大洗研究所の材料試験炉のインパイルループ(OWL-2)と原子炉圧力容器との間のシールのために13年間使用されていたシリコーンOリング(全部で3ヶ所)の劣化の程度を評価するために、機械的性質を測定した。Oリングが受けた線量を遮蔽計算コードQAD-CGを用いて計算し、一番高い位置で3.46kGyを得た。運転中の温度についても解析コードを用いて計算し、50Cと推定された。Oリングが受けた摺動は原子炉圧力容器とOWL-2の材料の熱膨張係数から算出し、最大5.3mmと推定された。老化に寄与する最大の因子は放射線と考えられるので、同じタイプのOリングについて時間短縮照射を行い、機械的性質を測定した。破断伸びが50%に達する時点を寿命と仮定し、余寿命を推定すると26年となった。材料をEPDMとした場合には、同じ時間加速照射した物性値から寿命はシリコーンゴムの3倍と推定された。

放射線を照射したEPR純ゴムの熱劣化に伴う化学発光とC=0基の生成

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)

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。