JAEA-Review-2010-065.pdf:15.99MB - 日本原子力研究開発機構
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1-19<br />
Development of Radiation Resistant Cable<br />
S. Ukon a) , K. Takano a) , K. Ishida a) , O. Takeda b) , N. Morishita c) and A. Idesaki c)<br />
a) Power And Telecommunication Cable System R&D Center, Fujikura. Ltd,<br />
b) Accelerator Division, J-PARC, <strong>JAEA</strong>,<br />
c) Environment and Industrial Materials Research Division, QuBS, <strong>JAEA</strong><br />
We developed a radiation resistant material (RH-2.5M) based on polyolefin for Japan Proton Accelerator Complex<br />
(J-PARC). In this study, we examined material higher resistant than 2.5 MGy and ascertained the limit of a polyolefin<br />
material. As a result, the resistance of the material was able to be improved to 3 MGy, and this dose region was found to be<br />
a critical point of a polyolefin material.<br />
Introduction<br />
J-PARC の加速器トンネルでは、ノンハロゲン高難<br />
燃ケーブルの使用を原則としている。一般にケーブル<br />
が放射線にさらされると、絶縁体やシースなどに使用<br />
している高分子材料が損傷を受け、機械特性や難燃性<br />
が低下する。汎用のポリオレフィン難燃シース材料で<br />
は、0.5 MGy の照射でシースが著しく劣化し使用に耐<br />
えなかったため、より高い耐放射線特性を持つケーブ<br />
ルの開発を行った。汎用のポリオレフィン難燃シース<br />
材料をベースに耐放射線処方を施した結果、2.5 MGy<br />
照射後においても機械特性試験、及び JIS C3521 垂直<br />
トレイ燃焼試験に合格する難燃性を有する材料<br />
(RH-2.5M)を得ることができた。<br />
本研究では更なる高耐性化及び難燃ポリオレフィン<br />
系材料の限界見極めについて検討を行った。<br />
Experimental<br />
高崎量子応用研究所 60 Co 照射施設第 2 セルにてガン<br />
マ線を照射し(線量率:1~10 kGy/h)、照射後の試料<br />
について引張試験(破断伸び)、JIS C3521 垂直トレイ<br />
燃焼試験を実施した。試料は照射後の試験内容に応じ<br />
て、シース材料のみをシート状にしたものと、ケーブ<br />
ルに整形したものを用意した。Fig. 1 にケーブルサン<br />
プルの照射セットアップを示す。<br />
1. 安定剤の最適化<br />
種々の耐候性安定剤(紫外線吸収剤・光安定剤)<br />
の効果を評価し、RH-2.5M で使用した安定剤と比較<br />
して樹脂への溶解量及び耐放射線性の効果が高い安<br />
定剤を探索した。<br />
その結果、機械特性に対する耐放射線性の評価基<br />
準とした破断伸び 50%以上を維持できる最大照射線<br />
量を、2.5 MGy から 3 MGy に向上させることができ<br />
た。引張試験の結果を、Fig. 2 に示す。<br />
2. 難燃剤の減量<br />
放射線に対する耐性を劣化させている要因が、材<br />
料中に含まれる添加物にあると考え、最も含有量の<br />
多い難燃剤について、減量およびそれに伴う難燃性<br />
の低下について検討を実施した。難燃剤を従来の半<br />
分程度まで減量することにより、ある程度の耐放射<br />
線性の向上が見られたが、当該の添加量ではケーブ<br />
ル燃焼試験に合格することができなかった。<br />
<strong>JAEA</strong>-<strong>Review</strong> <strong>2010</strong>-065<br />
- 23 -<br />
3. ベース樹脂の検討<br />
耐放射線性が良好だと予測されるベース樹脂の評<br />
価を行った。しかしながらケーブルのシース材料に<br />
求められる特性と耐放射線性を両立させることは困<br />
難であることがわかった。<br />
Conclusion<br />
ベース材料の樹脂組成の調整・難燃剤等の添加物の<br />
減量及び安定剤処方の最適化等を行い、耐性を<br />
2.5 MGy から 3 MGy に向上させた。また、難燃性や機<br />
械特性等の維持を考慮すると、本研究で使用した難燃<br />
ポリオレフィン系の材料では 3 MGy 程度が限界であ<br />
ることがわかった。<br />
Elongation(%)<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Fig. 1 The view of cable irradiation.<br />
>50%<br />
non-halogen sheath<br />
RH-2.5M sheath<br />
Development sheath<br />
0 1 2 3<br />
Absorbed Radiation dose (MGy) (MGy)<br />
Fig. 2 Irradiation result.<br />
2.5 MGy 3 MGy
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