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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
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。
上野 文義; 永江 勇二*; 根本 義之; 三輪 幸夫; 高屋 茂*; 星屋 泰二*; 塚田 隆; 青砥 紀身*; 石井 敏満; 近江 正男; et al.
JAERI-Research 2005-023, 132 Pages, 2005/09
原研とサイクル機構は、平成15年度から研究開発の効率的推進と研究の相乗的発展を目指す「融合研究」を開始した。本研究は、「融合研究」の一つとして、高速炉や軽水炉環境などの照射環境において生じる構造材料の照射劣化現象を対象に、劣化機構の解明,早期検出及び評価方法の開発を目的とした。平成1617年度は、本研究に用いる照射材対応の遠隔操作型の微少腐食量計測装置,腐食試験装置及び漏えい磁束密度測定装置を整備し、SUS304の照射後及び非照射クリープ試験片や照射後高純度モデル材を共通試料とし、両手法を用いた劣化検出を試みるとともに、比較のための非照射劣化模擬試料を用い、基礎的なデータを取得した。これらの結果に基づき、本研究において提案した劣化評価法の適用性を検討した。
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
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。
大山 英典*; 高倉 健一郎*; 中林 正和*; 平尾 敏雄; 小野田 忍; 神谷 富裕; Simoen, E.*; Claeys, C.*; 久保山 智司*; 岡 克己*; et al.
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 219-220, p.718 - 721, 2004/06
被引用回数:3 パーセンタイル:24.84(Instruments & Instrumentation)人工衛星は高温で長期間、放射線にさらされるため、その中で用いられる半導体素子について、放射線照射と照射中の温度との関係を評価することが重要である。本研究では、近年非常に注目されているオプとエレクトロニクスデバイスについて照射による電気特性の変化と温度との関係を評価した。評価に用いた試料は、InP基板の上に成長させたInGaAsのエピタキシャル層で作られたフォトダイオードで0.95から1.65mmの波長範囲を有したものである。照射は、2MeVの電子線を用い照射線量は、110 e/cmとし照射中の温度を50, 100, 200及び300度に保持し、無印加状態で行った。その結果、電子線を照射して生じる欠陥レベルが照射中の温度の上昇に伴い減少した。また、300度の照射では、光電流の低下が初期値の30%であった。これにより、放射線照射による電気特性の変化が高温照射によって回復することがわかった。本会議では、これらの実験結果について紹介し議論する。
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。
伊藤 政幸
Radiation Physics and Chemistry, 47(4), p.607 - 610, 1996/00
被引用回数:13 パーセンタイル:72.33(Chemistry, Physical)本報では耐熱性のフッ素ゴムであるアフラスとバイトンの放射線劣化の温度依存性を検討した。各試料を90Cから200Cの一定温度に保たれた空気恒温槽の中で、Co-60線を2.5kGy/hの線量率で、最高1.25MGy照射し、照射後室温で物性を測定し、以下の結論を得た。1.両試料共に照射に伴い重量は減少し、その傾向は温度が高い程激しく、バイトンの方が実験した全温度領域にわたって重量が減少しやすい。2.照射に伴う体積固有抵抗の変化は少なく、その温度依存性も少ない。3.破断伸びは線量と共に減少するが、温度依存性は少ない。同じ線量で比較するとアフラスはバイトンの約2倍の保持率を持つことが明らかになった。
伊藤 政幸
マテリアルライフ, 7(4), p.195 - 200, 1995/10
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。
中瀬 吉昭; 柳 忠*; 植村 忠廣*
Journal of Nuclear Science and Technology, 31(11), p.1214 - 1221, 1994/11
被引用回数:12 パーセンタイル:71.30(Nuclear Science & Technology)放射性廃液の濃縮用逆浸透膜として、架橋芳香族ポリアミド複合膜の採用を検討した。複合膜を湿潤状態で放射線を照射し、機械的性質、熱的性質の変化及び無機塩水溶液の濃縮挙動を検討した。本複合膜の機械的性質などの照射劣化は、湿潤状態における方が乾燥状態よりも激しく起る。これは照射に伴って系中に生成したOHラジカルに基づくものと推定する。NaCl水溶液の濃縮を2MGy照射した複合膜で行い、塩排除率88%で透過水量は未照射試料の90%を確保できることがわかった。
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。
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1.00.25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
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-92-113, p.57 - 62, 1992/12
放射線の照射によるゴムの劣化は、ゴム分子鎖の切断と架橋、極性基とハイドロパーオキサイドの蓄積によって引き起こされるので、線量と各々の反応量との関係を求める事は重要である。本報では以下の3点について最近のデータを含めてまとめた。1.化学応力緩和を用いた切断と架橋のG値を求める方法の検討。2.照射に伴うC=0基の生成量を赤外吸収スペクトルによって求め、その濃度と体積固有抵抗値との関係の検討。3.照射による化学発光量の増加の様子を測定し、発光量に及ぼす酸化防止剤の影響を、照射に伴うハイドロパーオキサイドの蓄積を仮定しての検討。
吉井 文男
医科器械学, 62(2), p.78 - 86, 1992/02
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。
伊藤 政幸
高分子加工, 41(2), p.81 - 85, 1992/02
本報はゴムに対する放射線の照射効果を主に筆者の報告を中心にまとめた解説である。まず、ゴムに放射線が照射された場合に起きる反応を説明し、それらの反応と照射に伴う機械的、電気的物性の変化との関わりを検討した。次ぎに、以下の諸問題について研究の現状を紹介した。(1)ゴムの劣化に対する熱と放射線の相乗効果、(2)時間短縮放射線照射方法の検討、(3)耐熱ゴムと耐放射線ゴムとの相関性、(4)照射による耐熱性の低下。
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。
伊藤 政幸; 岡田 漱平
Journal of Applied Polymer Science, 50, p.233 - 243, 1992/00
テトラフルオロエチレン-プロピレン共重合体を試料として、放射線の照射に伴なって附加した極性基の量と架橋密度の変化とが、誘電特性に及ぼす効果を以下の三つの場合に分けて検討した。1)照射に伴って極性基の濃度が増加し、架橋密度が低下する場合。2)極性基の濃度が同じで架橋密度が異なる場合。3)架橋密度が同じで、極性基の濃度が異なる場合。得られた実験結果から次の結論を得た。分散強度はカルボキシル基と考えられる極性基の濃度と共に大きくなる。誘電緩和時間は架橋密度を直接反映するのではなく、末端にカルボキシル基が附加しているFree end分子鎖が短くなるにしたがって、長くなる。
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)
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。
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。
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)