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-ray irradiated polyethylene with KOH treatment and SEM-EDS島田 明彦; 杉本 雅樹; 吉川 正人
JAEA-Review 2014-050, JAEA Takasaki Annual Report 2013, P. 30, 2015/03
原子力関連施設で用いられるケーブル絶縁材(高分子)の加速劣化試験を行うにあたって、高分子は酸素が行き届いた状態で放射線照射されたか、そうでないのかを把握しておくことは重要である。これを確かめる手法として、エチレンプロピレンゴム(EPR)については、70
CのKOH水溶液に5分間浸漬した後乾燥させて、SEM-EDSで観察することにより酸化領域(どの部分が酸化しているか)を調べる手法がある。本報告は、この手法をポリエチレン(PE)に適用するための技術改良について述べたものである。室温、2kGy/hの線量率で400時間線照射した厚さ2mmのPEシートについて、照射後のPEの断面を切り出した。予備試験の結果から浸漬時間を長くする必要があると考えられたので、浸漬時間を24時間とし、乾燥後断面をSEM-EDSで観察した。表面から約70
mの範囲では、その内側に比べてK原子の強度が高かった。これはPEの酸化により生じたカルボン酸のH原子がK原子に置換されたことによってこの範囲のK原子の強度が高くなったためである。浸漬時間を24時間にすることにより、酸化したPEに対してKによる着色を行わせることができるとわかった。今後、酸化領域を完全に着色させるのに必要な時間を決定する必要がある。
野志 勇介*; 佐々木 孔英; 福元 謙一*
no journal, ,
高温ガス炉の炉心から放出されるCsは従来の燃料被覆層による物理的バリアを貫通し、原子炉1次系の沈着放射能の9割となる。そこで、予め燃料内にCsゲッター材を添加し、発生するCsを炉心内で化学的に不動化させることを着想した。実用化できれば1次系放射能は約9割削減となり、需要地近接立地の追求、プラント物量削減など多大な恩恵が期待できるとともに、他国競合には無い国産高温ガス炉の"強み"を新たに獲得する。本研究では、まずCs捕獲試験として、Ar中でCsゲッター候補材と黒鉛の混合粉末と単体Csを坩堝に入れ、石英管封入し、670度
1h(Ar中)で加熱した。次にCs保持試験として、同試料の1600度1h(空気中)の加熱試験を実施した。試験後は元素分析や結晶構造分析を実施したところ、Csゲッター候補材Al
O
・3SiOは、Csと反応しCsAlSiO
を形成することで過酷事故時の燃料中(1600度/空気中)でもCs保持可能なことを明らかにした。今後、Csゲッター材添加燃料の製造技術開発、導入による炉心影響評価、プラントへの実益評価など、産業界へのマーケティングに資する実用化研究を進める予定である。
線照射されたポリエチレンの酸化領域の観察島田 明彦; 杉本 雅樹; 吉川 正人
no journal, ,
原子力関連施設で用いられるケーブル絶縁材(高分子)の加速劣化試験の妥当性を評価するにあたって、高分子の深さ方向の酸化分布を把握しておくことが重要である。これを確かめる手法として、エチレンプロピレンゴム(EPR)については、70CのKOH水溶液に5分間浸漬した後、乾燥させてSEM-EDS(走査型電子顕微鏡-エネルギー分散型X線分光法)で観察することにより酸化領域を調べる手法がある。本報告は、この手法をポリエチレン(PE)に適用するための技術改良について述べたものである。室温、2kGy/hの線量率で400時間線照射した厚さ2mmのPEシートから短冊状の試料を切り出し、KOH水溶液に浸漬した。予備試験の結果からKOH水溶液の浸漬時間を長くする必要があると考えられたので、浸漬時間を24時間とした。浸漬後に試料を水洗し乾燥させてから、試料断面をSEM-EDSで観察した結果、表面から約70mの範囲ではその内側に比べてK原子の強度が高かった。これはPEの酸化により生じたカルボン酸のH原子がK原子に置換されたためである。浸漬時間を24時間にすることにより、酸化したPEに対してKによる酸化領域の識別(Kによる着色)を行わせることができることがわかった。今後、酸化領域を完全に着色させるのに必要な時間を決定する予定である。
