CN1926639A - 中子屏蔽材料用组合物、屏蔽材料以及容器 - Google Patents

中子屏蔽材料用组合物、屏蔽材料以及容器 Download PDF

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CN1926639A CNA2004800425896A CN200480042589A CN1926639A CN 1926639 A CN1926639 A CN 1926639A CN A2004800425896 A CNA2004800425896 A CN A2004800425896A CN 200480042589 A CN200480042589 A CN 200480042589A CN 1926639 A CN1926639 A CN 1926639A
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林宣也
田坂佳之
石原伸夫
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Abstract

本发明的目的在于，提高耐热性高、可以确保中子屏蔽能力的中子屏蔽材料。本发明提供一种中子屏蔽材料用组合物，其含有加氢双酚型环氧树脂(1)(结构式(1)中，R1～R4各自独立地选自CH3、H、F、Cl、Br，n＝0～2)、具有至少1个以上的环结构和多个氨基的固化剂成分、密度增加剂和硼化合物。

Description

中子屏蔽材料用组合物、屏蔽材料以及容器
技术领域
本发明涉及中子屏蔽材料用组合物。进一步讲，涉及适用于作为使用过的核燃料的贮藏和运输中使用的容器桶的材料，并且涉及耐热性提高、确保中子屏蔽性的环氧树脂类的中子屏蔽材料用组合物。
背景技术
在原子能发电站等原子能设施中使用过的核燃料通常会被送到再处理工厂，供再处理用。但是，现在，由于这样的使用过的核燃料的产生量已经超过了再处理能力，因此，产生了使用过的核燃料在长期内贮藏保管的必要性。此时，使用过的核燃料冷却到适合运输的放射性水平之后，装入作为中子屏蔽容器的桶(cask)中进行运输，但即使是在该阶段，也会放射出中子等的放射线。中子能量高，并且发生γ射线，会给人体造成重大伤害，因此，有必要开发可以确实地屏蔽该中子的材料。
已知中子可以被硼吸收，但为了使硼吸收中子，必须将中子减速。已知作为用于将中子减速的物质，最合适的是氢。这样，作为中子屏蔽材料用组合物必须含有大量的硼和氢原子。另外，由于作为中子发生源的使用过的核燃料等会产生衰变热，因此，为了进行运输或贮藏而封闭桶时会发热产生高温。该最高温度根据使用后的核燃料的种类而有所不同，但由于高燃耗的使用过的燃料，桶内的温度可以达到200℃左右。因此，要作为中子屏蔽材料使用，则希望在这样的高温条件下，可以耐受作为使用过的核燃料的贮藏标准的约60年。
因此，作为屏蔽材料，提出了氢密度高的物质，特别是水的使用，并且一部分已被实用。但是，水是液体，处理困难，特别是，不适合以运输和贮藏为目的的桶。另外，在使用水时，由于桶内达到100℃以上，因此存在难以抑制沸腾的问题。
因此，以往，使用树脂组合物作为中子屏蔽材料的一种材料，这些树脂组合物中之一使用环氧树脂。通常，树脂组合物的氢含量和耐热性成相反关系，存在氢含量多者耐热性低，耐热性高者氢含量低的倾向。环氧树脂虽然耐热性或固化性优异，但存在将中子减速所必需的氢的含量少的倾向，因此，通常采用以氢含量多的胺类固化剂进行补充的方法。
特开平6-148388号公报中公开了，使用多官能胺类环氧树脂，使粘度降低，提高常温下的操作性，同时桶寿命(pot life)优异的中子屏蔽用组合物。另外，特开平9-176496号公报中，公开了用多胺类固化剂使包含丙烯酸树脂、环氧树脂、聚硅氧烷树脂等的组合物固化的中子屏蔽材料。由于胺类化合物的氢含量比较多，因此，可以提高中子的吸收效果，但胺类化合物容易被热所分解。另外，为补充环氧树脂成分的氢含量的不足，虽然像聚胺这样，氢含量丰富，但是不管怎么说，还是使用了耐热性低的固化剂，并且树脂组合物中的这些固化剂的成分比例有增多的倾向。因此，与以往的通过胺类固化剂固化的组合物相比，希望开发出为贮藏保管对应于新的高燃耗的使用过的核燃料而具有必要的耐久性的组合物。
本发明的目的在于，提供与以往的组合物相比，热耐久性优异，并且确保中子屏蔽能力的中子屏蔽材料用组合物。
发明内容
为解决上述课题，提供一种中子屏蔽材料用组合物，其含有加氢双酚型树脂、固化剂成分、硼化合物以及密度增加剂。
另外，提供一种中子屏蔽材料用组合物，其含有加氢双酚型环氧树脂
Figure A20048004258900051
(结构式(1)中，R1～R4各自独立地选自CH3、H、F、Cl、Br，n＝0～2)、具有至少1个以上的环结构和多个氨基的固化剂成分、硼化合物和密度添加剂。
还优选含有1种以上选自：
Figure A20048004258900052
(结构式(2)中，R5是C为1～10的烷基或者H，n＝1～24)、
Figure A20048004258900061
(结构式(3)中，n＝1～8)、
(结构式(6)中，R9～R12各自独立地选自CH3、H、F、Cl、Br，n＝0～2)、和
Figure A20048004258900063
中的化合物。
作为固化剂成分，优选含有
Figure A20048004258900064
优选含有
和
Figure A20048004258900066
(结构式(8)中，R6、R7、R8各自独立，是C为1～18的烷基或者H)中的任意一种或它们两者。
本发明的组合物还可以含有填充剂和耐火材料。耐火材料优选含有氢氧化镁、氢氧化铝的至少1种。氢氧化镁更为优选从海水的镁得到的氢氧化镁。
上述密度增加剂优选密度为5.0～22.5g/cm3的金属粉末或金属的氧化物粉末或者它们的组合。
本发明提供由上述中子屏蔽材料用组合物制造的中子屏蔽材料以及中子屏蔽容器。
附图说明
图1是示出本发明的中子屏蔽材料用组合物的一个实施方式的概念图。
图2是示出本发明的中子屏蔽材料用组合物中的密度增加剂和氢含量的关系的特性图。
图3是示出本发明的密度增加剂的密度和中子屏蔽体外侧的中子射线+二次γ射线量相对比例的关系的特性图。
具体实施方式
下面，详细说明本发明的实施方式。另外，下面说明的实施方式并不限制本发明。本发明中，所谓加氢双酚型树脂，是指含有高分子的树脂，所述高分子是以将双酚A(2，2-双(4’(羟基苯基)丙烷))或者双酚F氢化得到的化合物作为单体之一而形成的。作为这样的树脂的例子，可以举出环氧树脂或聚碳酸酯树脂，具体地，有双酚A型环氧丙烯酸酯树脂或双酚A型环氧丙烯酸树脂。另外，所谓环氧树脂成分，是指具有环氧环的化合物(以下，称为环氧化合物)，包括含有一种环氧化合物的情况，也包括含有二种以上环氧化合物的情况。所谓固化剂成分，是指一种以上的固化剂。所谓树脂成分，是指将加氢双酚型树脂和固化剂成分组合得到的物质，或者将环氧成分和固化剂成分组合得到的物质。
在以往的环氧树脂类中子屏蔽材料中，特别是在耐热性上存在问题的主要是作为固化剂成分使用的胺化合物。这是由于在高温条件下，在固化的树脂的胺部分键合容易分解。但是，在以往的组成中，由于环氧成分的氢含量少，因此，为补充氢含量，通过以大量含有氢含量多且耐热性低的胺类固化剂作为组成来确保必要的氢量。
因此，在本发明中，制成了以含有氢含量比较多并且具有刚性结构的加氢双酚型树脂作为树脂成分的组合物。另外，在本发明中，通过在环氧成分中使用氢含量比较多并且具有刚性的结构或交联结构的化合物来谋求高耐热化，进行环氧成分本身的高氢含量化。另外，在固化剂的胺中也使用具有刚性结构的化合物，同时减小胺成分相对于树脂组成全体的比例，其目的是谋求耐热性的提高、分解部分的少量化。另外，使用氢含量多的环氧成分、固化剂成分，其目的是提高中子减速效果。
本发明包括加氢双酚型树脂、固化剂成分、作为中子吸收剂的硼化合物、密度增加剂和耐火材料。本发明更为优选的是耐热性优异、中子屏蔽效果高、含氢率高的组合物，其含有以加氢双酚型环氧树脂作为主要成分的环氧成分、固化剂成分、作为中子吸收剂的硼化合物、密度增加剂和耐火材料。具体地，在将本发明的组合物固化为树脂时，要求该树脂通过热重量分析得出的重量残存率为90重量％的温度为330℃以上，优选350℃以上，氢含量占树脂成分全体为9.8重量％以上。或者，除此以外，长期高温密闭环境下的热耐久后的固化物的重量减少以及压缩强度降低越小越好。例如，要求在190℃×1000hr的密闭热耐久后的重量减少率为0.5重量％以下，优选0.2重量％以下，压缩强度不降低，优选反而有上升的倾向。
下面，对各个成分进行说明。在以下的说明中，特别地对使用环氧成分作为树脂成分的情况的实施方式进行说明。但是，上述环氧成分以外的加氢双酚型树脂也可以本发明的树脂成分使用。
本发明的环氧成分使用可以用胺类固化剂进行固化的具有环氧环的环氧化合物。环氧成分可以是一种环氧化合物，也可以混合多种环氧化合物。为了可以赋予耐热性、氢含量增加这些期望的性能，选择构成环氧成分的环氧化合物的种类或组成。
为提高交联密度，提高耐热性，作为环氧化合物，优选具有多个环氧环的化合物。另外，在含有许多例如苯环这样的环结构时，由于可以成为牢固的结构，对于谋求耐热性的提高是合适的。另外，在这些化合物中，为了使中子减速，要求氢含量多。
作为环结构，苯环是刚性的且耐热性优异，但由于氢含量少，因此优选将苯环加氢得到的物质。作为可以赋予耐热性的刚性结构，优选具有
的物质，但考虑到氢含量时，更为优选具有
Figure A20048004258900082
的物质。
考虑到以上的方面，从氢含量和耐热性这些点上来看，用结构式(1)表示的加氢双酚型环氧树脂，例如，加氢双酚A型环氧树脂或加氢双酚F型环氧树脂等作为本发明的组合物的环氧成分是最合适的。因此，本发明的环氧成分含有结构式(1)作为必需成分。
另外，作为赋予耐热性的成分，添加结构式(3)、结构式(6)。另外，作为提高耐热性以及耐水解性的成分，添加结构式(2)。由于结构式(9)可以保持氢含量并且可以期待耐热性，因此，通过添加作为环氧成分的这些化合物，可以赋予目标性质。因此，在本发明的环氧成分中，可以包含结构式(2)、结构式(3)、结构式(6)、结构式(9)的全部，也可以仅包含其中一种。另外，也可以根据组合物的粘度或成本决定这些之中的一种以上。本发明的环氧成分可以以加氢双酚环氧树脂为主要成分，并以考虑结构式(2)、结构式(3)、结构式(6)、结构式(9)的全部组合来使用。
例如，可以将结构式(2)和结构式(3)、结构式(2)和结构式(6)、结构式(2)和结构式(9)、结构式(3)和结构式(6)、结构式(3)和结构式(9)、结构式(6)和结构式(9)、结构式(2)和结构式(3)和结构式(6)、结构式(2)和结构式(3)和结构式(9)、结构式(2)和结构式(6)和结构式(9)、结构式(3)和结构式(6)和结构式(9)的组合添加到结构式(1)中，作为本发明的环氧成分。
在本发明的环氧成分中，特别是在结构式(1)中，使用R1～R4为甲基，n＝0～2的加氢双酚A型环氧树脂作为主要成分时，单体具有适当地兼具氢含量和耐热性二者的优点。另外，在结构式(1)中，R1～R4为氢，n＝0～2的加氢双酚F型环氧树脂由于粘度低，因此与作为片状(フレ一ク)的环氧树脂的结构式(2)混合时，是有利的。在加氢双酚F型环氧树脂和结构式(2)中再添加结构式(3)、结构式(6)、结构式(9)，可以期待在多成分系统中具有显著的耐热性。
例如，作为本发明的环氧成分的一例，可以举出，含有加氢双酚F性环氧树脂和结构式(2)的物质。此时，优选结构式(1)为环氧树脂成分全体的35重量％～90重量％，结构式2为环氧树脂成分全体的10重量％～65重量％的组成。更加优选的是，结构式(1)优选是环氧树脂成分全体的50重量％～80重量％，结构式(2)优选是环氧树脂成分全体的20重量％～50重量％。
这些环氧树脂成分的组成根据使得树脂成分的氢含量为屏蔽中子所需的充分量来决定，优选为9.8重量％以上。中子屏蔽材料的中子屏蔽性能根据中子屏蔽材料的氢含量(密度)和中子屏蔽材料的厚度决定。该值以中子屏蔽材料所要求的氢含量(密度)为基础，所述中子屏蔽材料所要求的氢含量(密度)由桶所要求的中子屏蔽性能和桶的中子屏蔽材料的设计厚度决定；并以考虑混炼于中子屏蔽材料中的耐火材料或中子吸收材料的配合量后算出树脂成分所要求的氢含量的值为基准。此时，在环氧成分中，优选包含结构式(1)35重量％以上，更为优选50重量％以上，最为优选100重量％。
当含有结构式(3)作为环氧成分时，在环氧成分中，优选其含量为50重量％以下，更为优选30重量％以下。含有结构式(6)表示的双酚型环氧树脂时，优选其含量为50重量％以下，更加优选30重量％。
结构式(2)表示的赋予耐水解性和耐热性的化合物的添加量，优选在环氧成分中含有65重量％以下，特别优选50重量％以下，尤其优选30重量％以下。这是由于，添加过多的结构式(2)时，粘度上升，有可能不能添加耐火材料等。使用加氢双酚F型环氧树脂作为主要成分时，由于可以抑制粘度上升，因此在大量添加结构式(2)时是有效的。例如，使用加氢双酚F型环氧树脂作为主要成分并且在环氧成分中添加50重量％左右的结构式(2)的情况，可以达到与以使用加氢双酚A型环氧树脂作为主要成分并且在环氧成分中添加35重量％左右的结构式(2)的情况大致相同的粘度。
在本发明中，作为与环氧成分反应形成交联结构的固化剂成分，可以使用胺类化合物。为提高交联密度，优选使用具有多个氨基的化合物。为了赋予更好的耐热性，使用具有一个以上的环结构，优选2个以上的环结构的固化剂成分。另外，为了赋予中子屏蔽效果，优选氢含量多的化合物。环结构优选苯环、己烷环、萘环等烃的环状结构、以及其它杂环等热稳定性高的5元环或6元环以及将它们结合形成的结构，或者包括这些的复合环状结构等环结构。
作为这些固化剂，大量记载于各种文献中，通过考虑由环氧成分的环氧当量化学计算得到的必要配合量和氢含量等而任意使用它们。从氢含量和耐热性以及粘度等观点来看，可以使用薄荷烯二胺(メンセンジアミン)、异佛尔酮二胺、1，3-二氨基环己烷等。其中，从耐热性方面来看，优选使用具有2个环结构的胺化合物、具体地讲是结构式(4)。结构式(5)可以作为副成分添加到结构式(4)中。另外，由于即使少量添加结构式(8)，其也可以作为固化剂而发挥功能，并且发挥固化促进剂的功能这样的特征，因此，对于固化剂成分的减量是有效的。
当固化剂成分含有结构式(4)等2种以上成分时，例如含有结构式(4)和结构式(5)2种胺化合物时，结构式(4)相对于固化剂全体优选添加80重量％，更为优选60重量％以下。
固化剂成分的添加剂量优选树脂成分全体的25重量％以下，更加优选23重量％以下，但必要配合量基本上由兼顾了环氧成分的环氧当量的化学计算得到的。
密度增加剂是密度高的材料，只要可以增加中子屏蔽体的比重，则可以是不对其它成分带来不良影响的任何材料。因此，有效地屏蔽γ射线的密度增加剂本身的密度为5.0g/cm3以上，优选5.0～22.5g/cm3，更为优选地6.0～15g/cm3。在5.0g/cm3以下时，难以不损害中子屏蔽能力地有效地屏蔽γ射线，在22.5g/cm3以上时，没有发现与添加量相对应的效果。
作为密度增加剂，具体地可以举出，金属粉或金属的氧化物粉等。作为密度增加剂，优选举出，作为熔点为350℃以上的金属的Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Sb、Bi、U、W等，和/或作为熔点为1000℃以上的金属氧化物的NiO、CuO、ZnO、ZrO2、SnO、SnO2、WO2、UO2、PbO、WO3和镧系元素氧化物等。其中，特别优选Cu、WO2、WO3、ZrO2和CeO2。这是因为在成本方面具有优点。密度增加剂可以使用1种，也可以2种以上混合使用。
对于密度增加剂的粒径没有特别的限制，粒径大时，密度增加剂有可能在制造中沉降，因此优选不会沉降的程度的小的粒径。对于不沉降的粒径，由于受到其它条件(例如，组合物的温度、粘度、固化速度等)的显著影响，因此不能单纯用数值来规定。
通过添加密度增加剂，可以提高中子屏蔽体的比重，并可以更加有效地屏蔽γ射线。另外，通过使用上述金属粉或金属氧化物粉，还可以提高耐火性。
另外，用密度增加剂代替树脂成分以外的添加物的一部分，主要是耐火材料的一部分，可以增加氢含量。通过主要是用密度增加剂代替耐火材料的一部分，可以维持中子屏蔽材料用组合物的比重(1.62～1.72g/cm3)，同时可以增加环氧树脂的量，因此，可以制造出氢含量高的中子屏蔽体，并可以有效地屏蔽中子。即，兼备中子屏蔽能力和γ射线屏蔽。
混合的密度添加剂的添加量可以按照保持上述中子屏蔽材料用组合物的比重(1.62～1.72g/cm3)来适当调节。具体地，由于视使用的密度增加剂的种类、其它成分的种类或含量等而变动，因此难以规定，但在全体中子屏蔽材料用组合物全体中为5～40质量％，优选9～35质量％。使用CeO2时，特别优选15～20质量％。在5质量％以下时，难以发现添加的效果，在40质量％以上时，难以将中子屏蔽材料用组合物的比重保持在1.62～1.72g/cm3的范围。
另外，可以作为中子吸收剂添加的硼化合物有：碳化硼、氮化硼、硼酸酐、硼化铁、硬硼酸钙石、正硼酸、偏硼酸等，但最为优选碳化硼。
上述硼化合物可以使用粉末，但其粒度以及添加量没有特别的限制。但是，如果考虑母体树脂成分在环氧树脂内的分散性、对中子的屏蔽性，平均粒径优选1～200微米左右，更为优选10～100微米左右，特别优选20～50微米左右。另一方面，添加量相对于含有后述的填充剂的组合物全体最为优选0.5～20重量％的范围。不足0.5重量％时，添加的硼化合物作为中子屏蔽材料的效果低，另外，超过20重量％时，硼化合物难以均匀分散。
在本发明中，作为填充剂，除二氧化硅、氧化铝、碳酸钙、三氧化锑、氧化钛、石棉、粘土、云母等粉末以外，还可以使用玻璃纤维，另外，还可以视需要添加碳纤维等。另外，还可以视需要添加，作为脱模剂的天然蜡、脂肪酸的金属盐、酸酰胺类、脂肪酸酯类等，作为阻燃剂的氯化石蜡(paraffinchloride)、溴代甲苯、六溴代苯、三氧化锑等，作为着色剂的碳黑、氧化铁红(iron oxide red)等，以及硅烷偶合剂、钛偶合剂等。
在本发明涉及的组合物中使用的耐火剂的目的在于，在万一遭遇火灾时，可以按照维持某种程度或该程度以上的中子屏蔽能力那样地，使中子屏蔽材料某种程度地残留。作为这样的耐火材料，优选使用氢氧化镁、氢氧化铝。其中，氢氧化镁即使在170℃以上的高温下也可以稳定地存在，因此特别优选。氢氧化镁特别优选从海水中的镁得到的氢氧化镁。这是因为，海水中的镁纯度高，因此氢在组合物中所占的比例会相对提高。海水的镁可以用海水法或离子盐水法(ionic brine method)这样的方法来制造。或者，购买以商品名协和化学Kisuma 2SJ销售的氢氧化镁来使用，但并不限定于这些商品。这些耐火剂的添加量在上述组合物全体中优选20～70重量％，特别优选35～60重量％。
本发明的组合物通过以下方法制备：混合环氧成分后，在室温下放置，混合物变为室温程度时，混合固化剂成分，最后添加密度增加剂、耐火材料、中子吸收剂以及其它的添加剂成分。聚合在室温下也可以，但优选通过加热进行。作为聚合条件，根据树脂成分的组成而有所不同，但优选在50℃～200℃的温度条件下进行1小时～3小时的加热。另外，该加热处理优选分2阶段进行，在60℃～90℃下加热1小时～2小时后，在120℃～150下加热处理2小时～3小时。
使用这样的组合物，可以制造用于贮藏·运输使用过的核燃料的桶。这样的运输用桶可以利用已知的技术制造。例如，在特开2000-9890号公报中公开的桶中设计了填充中子屏蔽体的场所。可以在该处填充本发明的组合物。
这样的桶中的中子屏蔽体没有特别的限定，本发明的组合物在防止中子扩散的装置或设施中，可以使用在各种地方，并可以有效地屏蔽中子。
另外，使用图对使用树脂成分、密度增加剂和耐火材料的本发明实施方式的具体例子进行详细说明。这里，为说明方便，对没有添加硼化合物、填充剂的实施方式进行说明，但本发明并不限定于这些实施方式。
(第1实施方式)
图1是示出本实施方式的中子屏蔽体的构成例的概念图。即，如图1所示，本实施方式的中子屏蔽体是在作为树脂成分1的加氢双酚型树脂和固化剂成分中混合耐火材料2和比该耐火材料2密度高的密度增加剂3而得到的。
这里，特别是，作为密度增加剂3，通过混合金属粉或金属氧化物粉，可以维持材料的密度(1.62～1.72g/mL的范围)，同时可以制成提高了氢含量的中子屏蔽体。混合的密度增加剂3的密度为5.0g/mL以上，优选5.0～22.5g/mL，更为优选地6.0～15g/mL。作为密度增加剂3，还优选混合熔点为350℃以上的金属粉或熔点为1000℃以上金属氧化物粉等。作为这些粉体材料，可以举出，金属中的例如Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Sb、Bi、U、W等，另外，金属氧化物中的例如NiO、CuO、ZnO、ZrO2、SnO、SnO2、WO2、CeO2、UO2、PbO、PbO、WO3等。
在以上这样构成的本实施方式中的中子屏蔽体中，通过在树脂成分1中混合耐火材料2和比该耐火材料2密度高的密度增加剂3，可以将密度维持在一定的值(1.62～1.72g/mL的范围)，并增加氢含量。即，耐火材料2比中子屏蔽材料1的密度稍高，并含有少量的氢。因此，将耐火材料2的一部分用不含氢的密度增加剂3替换，可以使密度变为相同。并且，通过计算各自的密度·氢含量并进行适当的替换，氢含量稍小的耐火材料2部分用氢含量高的树脂成分1置换，可以增加氢含量。
其结果，可以维持二次γ射线的屏蔽性能并提高中子吸收量，由此，可以不像以往那样在中子屏蔽体主体的外侧配置γ射线屏蔽用结构物，并可以提高中子射线的屏蔽性能。
另外，本实施方式的中子屏蔽体中，通过将混合的密度增加剂3的密度设置为5.0g/mL以上，优选5.0～22.5g/mL，更为优选地6.0～15g/mL，可以进一步显著地达到上述作用效果。
图2是表示密度增加剂3的密度和氢含量的关系的特性图。在图2中，示出了，在氢含量0.0969g/mL、耐火材料2为氢氧化镁、密度为1.64g/mL的树脂成分1中，在密度恒定的情况下将耐火材料2用密度增加剂3置换时的氢含量。另外，作为耐火材料2的氢氧化镁的密度为2.36g/mL。从图2可知，效果的显现并非是在耐火材料2的密度或其密度以上，而是根据树脂成分1、耐火材料2而有所不同。密度增加剂3的密度为比耐火材料2的密度稍高的密度的边界，即为5.0g/mL以上，优选6.0g/mL以上。在22.5g/mL以上时则不能发现与添加量相对应的效果。
图3是示出密度增加剂3的密度和中子屏蔽体中子屏蔽体外侧的中子线+二次γ射线量相对比例的关系的特性图。在图3中，示出了在氢含量0.0969g/mL、耐火材料2为氢氧化镁、密度为1.64g/mL的基体树脂1中，在密度恒定的情况下将耐火材料2用密度增加剂3置换时的屏蔽效果。另外，将树脂成分1的屏蔽外侧射线量作为1。由图3可以知，发现效果的是密度增加剂3的密度为5.0g/mL以上，优选6.0g/mL以上。在22.5g/mL以上时则不能发现与添加量相对应的效果。
另外，在本实施方式的中子屏蔽体中，通过混合作为密度增加剂3的熔点为350℃以上的金属粉(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Sb、Bi、U、W等)或熔点为1000℃以上金属氧化物粉(NiO、CuO、ZnO、ZrO2、SnO、SnO2、WO2、CeO2、UO2、PbO、PbO、WO3)，可以提高耐火性。
如上所述，在本实施方式的中子屏蔽体中，可以不降低材料的密度而保持为一定的值，并可以增加氢含量，由此，可以不像以往那样在中子屏蔽体主体的外侧配置γ射线屏蔽用结构物，并可以提高中子射线的屏蔽性能。
(第2实施方式)
图1是示出本实施方式的中子屏蔽体的构成例的概念图。即，如图1所示，本实施方式的中子屏蔽体是在作为树脂成分1的加氢双酚型树脂和固化剂成分中混合耐火材料2和比该耐火材料2密度高的密度增加剂3并进行固化成型加工而得到的。
另外，混合的密度增加剂3的密度为5.0g/mL以上，优选5.0～22.5g/mL，更为优选地6.0～15g/mL。另外，作为密度增加剂3，优选混合熔点为350℃以上的金属粉或熔点为1000℃以上金属氧化物粉等。作为这些粉体材料，可以举出，金属中的Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Sb、Bi、U、W等，另外，金属氧化物中的NiO、CuO、ZnO、ZrO2、SnO、SnO2、WO2、CeO2、UO2、PbO、PbO、WO3等。
另外，在以上这样构成的本实施方式中的中子屏蔽体中，通过在树脂成分1中混合耐火材料2和比该耐火材料2密度高的密度增加剂3，可以不降低材料的密度并维持为一定的值(1.62～1.72g/mL的范围)，并增加氢含量。即，耐火材料2比树脂成分1的密度稍高，并含有少量的氢。因此，将耐火材料2的一部分用不含氢的密度增加剂3替换，可以使密度变为相同。并且，通过计算各自的密度·氢含量并进行适当的替换，氢含量稍小的耐火材料2部分用氢含量高的树脂成分1置换，可以增加氢含量。
其结果，可以维持二次γ射线的屏蔽性能并提高中子吸收量，由此，可以不像以往那样在中子屏蔽体主体的外侧配置γ射线屏蔽用结构物，并可以提高中子射线的屏蔽性能。
另外，本实施方式的中子屏蔽体中，通过将混合的密度增加剂3的密度设置为5.0g/mL以上，优选5.0～22.5g/mL，更为优选地6.0～15g/mL，可以进一步显著地达到上述作用效果。
图2是表示密度增加剂3的密度和氢含量的关系的特性图。在图2中，示出了，在氢含量0.0969g/mL、耐火材料2为氢氧化镁、密度为1.64g/mL的基体树脂1中，在密度恒定的情况下将耐火材料2用密度增加剂3置换时的氢含量。另外，作为耐火材料2的氢氧化镁的密度为2.36g/mL。从图2可知，密度增加剂3效果的显现并非是在耐火材料2的密度以上，虽然是根据基体树脂1、耐火材料2而有所不同，密度增加剂3的密度是比耐火材料2的密度稍高的密度，即为5.0g/mL以上，优选6.0g/mL以上。在22.5g/mL以上时则不能发现与添加量相对应的效果。
图3是示出密度增加剂3的密度和中子屏蔽体外侧的中子射线+二次γ射线量相对比例的关系的特性图。在图3中，示出了在氢含量0.0969g/mL、耐火材料2为氢氧化镁、密度为1.64g/mL的基体树脂1中，在密度恒定的情况下将耐火材料2用密度增加剂3置换时的屏蔽效果。另外，将基体树脂1的屏蔽外侧射线量作为1。由图3可以知，发现效果的是密度增加剂3的密度为5.0g/mL以上，优选6.0g/mL以上。在22.5g/mL以上时则不能发现与添加量相对应的效果。
另外，在本实施方式的中子屏蔽体中，密度增加剂3可以通过混合熔点为350℃以上的金属粉(Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Sb、Bi、U、W等)或熔点为1000℃以上金属氧化物粉(NiO、CuO、ZnO、ZrO2、SnO、SnO2、WO2、CeO2、UO2、PbO、PbO、WO3)，可以提高耐火性。
如上所述，在本实施方式的中子屏蔽体中，可以不降低材料的密度而保持为一定的值，并可以增加氢含量，由此，可以不像以往那样在中子屏蔽体主体的外侧配置γ射线屏蔽用结构物，并可以提高中子射线的屏蔽性能。即，通过使用密度增加剂，可以维持γ射线的屏蔽性能，并进一步提高中子屏蔽效果，因此减少了像以往那样在中子屏蔽体主体的外侧配置厚重的γ射线屏蔽用结构物的必要性。
实施例
以下，使用实施例详细地说明本发明。另外，以下实施例并不限制本发明。
在实施例中，调制本发明的组合物，调查中子屏蔽效果。通常在中子屏蔽材料用树脂组合物中混合20重量％左右的作为密度增加剂的铜、全体的40重量％左右的作为耐火材料的氢氧化铝或氢氧化镁等，以及全体的1重量％的作为中子吸收剂的碳化硼等硼化合物，制作中子屏蔽材料。但是，在这里主要描述了没有添加耐火材料和中子吸收剂的组合物，以评价由树脂成分，即，环氧成分和固化剂成分和密度增加剂所带来的性能。
作为中子屏蔽材料所要求的性能有：耐热性(重量残存率、压缩强度等)、耐火性、氢含量(作为中子屏蔽的适应性的判断标准，材料中的含氢密度必须在某一定量或该量以上)等。由于耐火性主要是由耐火材料产生，因此，作为中子屏蔽材料用树脂组合物的评价，评价由重量残存率表现出来的耐热性和氢含量。重量残存率通过测定升温时的重量变化评价其耐热性。测定中，使用TGA，热重量减少的测定条件是以10℃/分的升温速度从室温升温到600℃，并在氮气氛围下进行测定。另外，作为树脂所要求的氢含量的基准值，是使树脂单体中的氢含量达到9.8重量左右％以上。
[实施例1]
混合作为环氧树脂的59.47g的加氢双酚A型环氧树脂(油化ShellEpoxy(株)制造，YL6663，结构式(1))和25.00g的多官能脂环型环氧树脂(Daicel化学(株)制造，EHPE3150，结构式(2))，保持在110℃，充分搅拌至EHPE3150(固态)溶解。EHPE3150溶解后放置在室温下，温度降低到室温附近后，混合搅拌15.53g作为固化剂的1，3-BAC(三菱化学(株)制造，(结构式(5))，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
通过成分分析测定上述中子屏蔽材料用树脂组合物的氢含量，测定结果是，氢含量为9.8重量％以上(10重量％左右以上)，满足并超过基准值。在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，通过TGA测定其固化物的热重量减少。热重量减少的测定的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，另外，重量残存率为90重量％的温度为370℃以上，显示出极为良好的耐热性和热稳定性。
[实施例2]
混合作为环氧树脂的48.81g的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))、10.00g脂环型环氧树脂(Daicel化学(株)制造，Celloxide 2021P，结构式(3))和25.00g的多官能脂环型环氧树脂(EHPE3150，结构式(2))，保持在110℃，充分搅拌至EHPE3150(固态)溶解。EHPE3150溶解后放置在室温下，温度降低到室温附近后，混合搅拌16.19g作为固化剂的1，3-BAC(结构式(5))，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％以上(10重量％左右以上)，满足并超过基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为380℃以上，显示出极为良好的耐热性和热稳定性。
[实施例3]
混合作为环氧树脂的49.20g的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))、10.00g双酚A型环氧树脂(油化Shell Epoxy(株)制造，Epicoat 828，(结构式(6)中，R9～R12为甲基，n＝0～2))和25.00g的多官能脂环型环氧树脂(EHPE3150，结构式(2))，保持在110℃，充分搅拌至EHPE3150(固态)溶解。EHPE3150溶解后放置在室温下，温度降低到室温附近后，混合搅拌15.80g作为固化剂的1，3-BAC(结构式(5))，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％以上(9.9重量％左右以上)，满足并超过基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为380℃以上，显示出极为良好的耐热性和热稳定性。
[实施例4]
混合作为环氧树脂的55.44g的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))和25.00g的多官能脂环型环氧树脂(EHPE3150，结构式(2))，保持在110℃，充分搅拌至EHPE3150(固态)溶解。EHPE3150溶解后放置在室温下，温度降低到室温附近后，混合搅拌19.56g作为固化剂的预先充分混合相溶了14.67g的wandamin HM(新日本理化(株)制造，结构式(4))和4.89g的1，3-BAC(结构式(5))的混合固化剂，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％以上(10重量％左右以上)，满足并超过基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为390℃以上，显示出极为良好的耐热性和热稳定性。
[实施例5]
混合作为环氧树脂的44.62g的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))、10.00g脂环型环氧树脂(Celloxide 2021P，结构式(3))和25.00g的多官能脂环型环氧树脂(EHPE3150，结构式(2))，保持在110℃，充分搅拌至EHPE3150(固态)溶解。EHPE3150溶解后放置在室温下，温度降低到室温附近后，混合搅拌19.38g作为固化剂的预先充分混合相溶了15.29g的wandaminHM(新日本理化(株)制造，结构式(4))和5.09g的1，3-BAC(结构式(5))的混合固化剂，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％以上(10重量％左右以上)，满足并超过基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为400℃以上，显示出极为良好的耐热性和热稳定性。
[实施例6]
混合作为环氧树脂的43.42g的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))、13.28g双酚A型环氧树脂(Epicoat 828，(结构式(6)中，R9～R12为甲基，n＝0～2)和24.30g的多官能脂环型环氧树脂(EHPE3150，结构式(2))，保持在110℃，充分搅拌至EHPE3150(固态)溶解。EHPE3150溶解后放置在室温下，温度降低到室温附近后，混合搅拌19.00g作为固化剂的预先充分混合相溶了11.4g的wandamin HM(新日本理化(株)制造，结构式(4))和7.6g的1，3-BAC(结构式(5))的混合固化剂，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％左右，满足基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为400℃以上，显示出极为良好的耐热性和热稳定性。
[实施例7]
在80.83g的作为环氧树脂的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))中，混合搅拌19.17g作为固化剂的预先充分混合相溶了14.38g的wandaminHM(新日本理化(株)制造，结构式(4))和4.79g的1，3-BAC(结构式(5))的混合固化剂，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为10.6重量％以上，满足并大大超过基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％左右，重量残存率为90重量％的温度为330℃左右，显示出良好的耐热性和热稳定性。
[实施例8]
在69.93g的作为环氧树脂的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))和10.07g脂环型环氧树脂(Celloxide 2021P，结构式(3))中，混合搅拌20.00g作为固化剂的预先充分混合相溶了15.00g的wandaminHM(新日本理化(株)制造，结构式(4))和5.00g的1，3-BAC(结构式(5))的混合固化剂，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为10.5重量％左右，满足并大大超过基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为340℃左右，显示出良好的耐热性和热稳定性。
[实施例9]
在作为环氧树脂的49.48g的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))和30.32g双酚A型环氧树脂(Epicoat 828，(结构式(6)中，R9～R12为甲基，n＝0～2)中，混合搅拌20.20g作为固化剂的预先充分混合相溶了15.15g的wandaminHM(新日本理化(株)制造，结构式(4))和5.05g的1，3-BAC(结构式(5))的混合固化剂，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％左右，满足基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为360℃左右，显示出良好的耐热性和热稳定性。
[实施例10]
在作为环氧树脂的55.02g的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))和28.98g双酚A型环氧树脂(Epicoat 828，(结构式(6)中，R9～R12为甲基，n＝0～2)中，混合搅拌16.00g的作为固化剂的1，3-BAC(结构式(5))，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％左右，满足基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为340℃左右，显示出良好的耐热性和热稳定性。
[实施例11]
混合作为环氧树脂的55.44g的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))和25.00g的多官能脂环型环氧树脂(EHPE3150，结构式(2))，保持在110℃，充分搅拌至EHPE3150(固态)溶解。EHPE3150溶解后放置在室温下，温度降低到室温附近后，混合搅拌19.55g作为固化剂的预先充分混合相溶了14.5g的wandamin HM(新日本理化(株)制造，结构式(4))和4.85g的咪唑化合物(结构式(8))的混合固化剂，混合50g作为密度增加剂的铜，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％以上(10重量％左右以上)，满足并超过基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为390℃以上，显示出极为良好的耐热性和热稳定性。
[实施例12]
这里，制备添加了中子吸收剂和耐火材料的组合物。混合作为环氧树脂的43.42g的加氢双酚A型环氧树脂(YL6663，结构式(1))、13.28g双酚A型环氧树脂(Epicoat 828，(结构式(6)中，R9～R12为甲基，n＝0～2)和24.30g的多官能脂环型环氧树脂(EHPE3150，结构式(2))，保持在110℃，充分搅拌至固态的EHPE3150溶解。EHPE3150溶解后放置在室温下，温度降低到室温附近后，混合搅拌19.00g作为固化剂的预先充分混合相溶了11.4g的wandaminHM(新日本理化(株)制造，结构式(4))和7.6g的1，3-BAC(结构式(5))的混合固化剂。向其中混合39.0g作为密度增加剂的铜，并混合·搅拌76.0g氢氧化镁和3.0g的碳化硼素制成中子屏蔽材料用树脂组合物。
作为中子屏蔽材料所要求的氢含量的标准，含氢密度为0.096g/cm3以上，并且测定制备的中子屏蔽材料的氢含量的结果是0.096g/cm3以上，满足标准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以上，重量残存率为90重量％的温度为400℃以上，显示出极为良好的耐热性和热稳定性。
另外，将上述固化物封装入密闭容器中，进行190℃×1000小时的耐热耐久试验。压缩强度比试验前上升了1.1倍，为123MPa，重量减少率仅0.05％左右，玻璃化转变温度(粘弹性测定结果的tanδ的峰)比试验前的值130℃有所上升，达到约175℃。另外确认到，化学结构从红外分光分析的结果来看，试验前后几乎没有变化。从以上结果可以确认具有出极为良好的耐热耐久性。
[比较例1]
以1∶1(化学计算上为等量)的比例混合搅拌作为环氧树脂的双酚A型环氧树脂(Epicoat 828，(结构式(6)中，R9～R12为甲基，n＝0～2)和多胺类的固化剂，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。不添加密度增加剂。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％以上，满足基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99重量％以下，重量残存率为90重量％的温度为300℃以下，与实施例一组相比较，耐热性、热稳定性差。
该组成体系是模拟与现在使用的中子屏蔽材料用树脂组合物同样的体系，但从氢含量这一点上来看，比较例1是合适的，但从耐热性、热稳定性上与实施例一组相比较，是低值，可知实施例一组耐热性、热稳定性优异。
[比较例2]
以混合搅拌81.4g作为环氧树脂的双酚A型环氧树脂(Epicoat 828，(结构式(6)中，R9～R12为甲基，n＝0～2)和18.6g作为固化剂的异佛尔酮二胺，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。不添加密度增加剂。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为8.2重量％以下，远远没有达到基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％左右，重量残存率为90重量％的温度为350℃左右，耐热性和热稳定性良好。该组成体系虽然耐热性、热稳定性良好，但与实施例一组相比较，从氢含量这一点来看不适合作为中子屏蔽材料用树脂组合物。
[比较例3]
以1∶1(化学计算上为等量)的比例混合搅拌作为环氧树脂的双酚A型环氧树脂YL6663，结构式(1))和多胺类的固化剂，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。多胺类固化剂与在本发明的组合物中使用的固化剂不同，不具有耐热性高的刚性结构，另外，其配合量在比例上也很大。不添加密度增加剂。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％以上(10重量％左右以上)，满足并超过基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.0重量％以下，重量残存率为90重量％的温度为280℃以下，与实施例一组相比较，耐热性、热稳定性差。
[比较例4]
充分搅拌81.7g作为环氧树脂的具有将聚丙二醇两末端的OH分别置换为缩水甘油醚的结构的环氧树脂(环氧当量190)和18.3g作为固化剂的异佛尔酮二胺，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。这里使用的环氧树脂与本发明的环氧成分不同，不具有刚性的结构。不添加密度增加剂。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％以上，满足基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以下，重量残存率为90重量％的温度不足250℃，与实施例一组相比较，耐热性、热稳定性极差。
[比较例5]
充分搅拌作为78.5g环氧树脂的1，6环己烷二缩水甘油醚(环氧当量155)和21.5g作为固化剂的异佛尔酮二胺，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。不添加密度增加剂。
测定树脂组合物的氢含量的结果是，氢含量为9.8重量％以上，满足基准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99.5重量％以下，重量残存率为90重量％的温度不足300℃，与实施例一组相比较，耐热性、热稳定性差。
[比较例6]
这里，对于在包含环氧成分和多胺类固化的组合物中再添加耐火材料和中子吸收剂得到的组合物进行中子屏蔽效果评价。混合搅拌50g作为环氧树脂的双酚A型环氧树脂(Epicoat 828，(结构式(6)中，R9～R12为甲基，n＝0～2)和50g作为固化剂的多胺类(在化学计算上为等量的比例)，向得到的组合物中混合搅拌146.5g的氢氧化镁和3.5g的碳化硼，制成中子屏蔽材料用树脂组合物。不添加密度增加剂。
作为中子屏蔽材料所要求的氢含量的标准，含氢密度为0.096g/cm3以上，并且测定制备的中子屏蔽材料的氢含量的结果是0.096g/cm3以上，满足标准值。另一方面，在80℃×30分+150℃×2小时下固化上述中子屏蔽材料用树脂组合物，测定热重量减少的结果是，在200℃下的重量残存率为99重量％以下，重量残存率为90重量％的温度为300℃以下，施例一组相比较，耐热性、热稳定性差。另外，将上述固化物封装入密闭容器中，进行190℃×1000小时的耐热耐久试验。压缩强度比试验前降低3成以上，高温环境下的耐久性低。
该组成体系是模拟与现在使用的中子屏蔽材料用树脂组合物同样的体系，但从氢含量这一点上来看，比较例6是合适的，但从耐热性、热稳定性上与实施例12相比较，是低值，可知实施例12的组合物的耐热性、热稳定性优异。
本发明的中子屏蔽用材料由于使用了耐热性提高的环氧成分和固化剂，耐热性好，可以耐受使用过的核燃料的长期储藏。另外，也可以确保中子屏蔽能力。此外，本发明的组合物通过含有密度增加剂，可以在维持二次γ射线的屏蔽性能发同时提高中子吸收量，由此不必像以往那样在中子屏蔽材料主体外侧配置γ射线屏蔽用结构物，并可以提高中子射线的屏蔽性能。

Claims (11)

1.中子屏蔽材料用组合物，其中，包括加氢双酚型树脂、固化剂成分、密度增加剂和硼化合物。
2.中子屏蔽材料用组合物，其含有用下述结构式(1)表示的加氢双酚型环氧树脂：
其中在结构式(1)中，R1～R4各自独立地选自CH3、H、F、Cl和Br，n＝0～2；
具有至少1个以上的环结构和多个氨基的固化剂成分；
密度增加剂；和
硼化合物。
3.按照权利要求1或2记载的中子屏蔽材料用组合物，其中，还含有1种以上选自用下述结构式(2)、(3)、(6)和(9)表示的化合物：
其中在结构式(2)中，R5是C为1～10的烷基或者H，n＝1～24；
Figure A2004800425890002C3
其中在结构式(3)中，n＝1～8；
其中在结构式(6)中，R9～R12各自独立地选自CH3、H、F、Cl和Br，n＝0～2；和
4.按照权利要求1～3中任何一项所述的中子屏蔽材料用组合物，其中，作为固化剂成分，含有用结构式(4)表示的化合物：
Figure A2004800425890003C1
5.按照权利要求1～4中任何一项所述的中子屏蔽材料用组合物，其中固化剂成分含有用结构式(5)和(8)表示的化合物中的任意一种或它们两种：
和
其中在结构式(8)中，R、R7、R8各自独立地是C为1～18的烷基或者H。
6.按照权利要求1～5中任何一项所述的中子屏蔽材料用组合物，其中，还含有填充剂。
7.按照权利要求1～6中任何一项所述的中子屏蔽材料用组合物，其中，还含有耐火材料。
8.按照权利要求7所述的中子屏蔽材料用组合物，其中，耐火材料包括氢氧化镁和氢氧化铝中的至少1种。
9.按照权利要求1～8中任何一项所述的中子屏蔽材料用组合物，其中，上述密度增加剂为密度5.0～22.5g/cm3的金属粉末、密度5.0～22.5g/cm3的金属氧化物粉末或者它们的组合。
10.中子屏蔽材料，该材料由权利要求1～9中任何一项所述的中子屏蔽材料用组合物制得。
11.中子屏蔽容器，该容器由权利要求10所述的中子屏蔽用组合物制得。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103619949A (zh) * 2011-05-13 2014-03-05 韩国原子力研究院 用于中子屏蔽的环氧树脂组合物及其制备方法
CN106463190A (zh) * 2014-04-25 2017-02-22 赛瑞丹公司 包含多面体硼烷阴离子或碳硼烷阴离子的水性溶液的池及其使用方法
CN106750820A (zh) * 2017-01-12 2017-05-31 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种低密度中子屏蔽材料及其制备方法
CN107266862A (zh) * 2017-06-06 2017-10-20 北京光科博冶科技有限责任公司 环氧树脂组合物及制备方法、中子屏蔽材料制备方法
CN112143229A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 生态环境部核与辐射安全中心 一种含硼屏蔽复合材料的制备方法
CN113286839A (zh) * 2019-03-06 2021-08-20 三菱瓦斯化学株式会社 环氧树脂组合物和其固化物、以及纤维增强复合材料

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8323341B2 (en) 2007-09-07 2012-12-04 Intrinsic Therapeutics, Inc. Impaction grafting for vertebral fusion
EP1713089B1 (en) * 2004-02-04 2015-04-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Composition for neutron shield material, shield material and container
US20110024613A1 (en) * 2009-06-29 2011-02-03 Baker Hughes Incorporated Materials for use as structural neutron moderators in well logging tools
FR2961940B1 (fr) * 2010-06-28 2016-07-29 Constructions Ind De La Mediterranee Cnim Materiau de blindage neutronique, dispositif de stockage et de transport de produits radioactifs et procede de fabrication
FR2961941B1 (fr) * 2010-06-28 2016-01-22 Mediterranee Const Ind Conteneur destine au stockage et au transport de produits radioactifs : solutions de materiaux composites et procedes associes en vue d'un gain de poids et/ou de l'amelioration de proprietes physiques specifiques.
WO2014197076A2 (en) 2013-03-15 2014-12-11 Ceradyne, Inc. Method of cooling nuclear reactor and nuclear reactor including polyhedral boron hydride or carborane anions

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60194394A (ja) 1984-03-15 1985-10-02 三井化学株式会社 中性子遮蔽材
JPH06148388A (ja) 1992-11-10 1994-05-27 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 中性子遮蔽材用組成物
JPH06180389A (ja) * 1992-12-11 1994-06-28 Sanoya Sangyo Kk γ線、Ｘ線及び中性子線の同時遮蔽が可能な放射線遮蔽材
JPH09180389A (ja) 1995-12-27 1997-07-11 Toshiba Corp 磁気ヘッドスライダ製造装置及び磁気ヘッドスライダ製造方法
BR9710080A (pt) 1996-06-28 2000-01-11 Texas Research Inst Austin Composição de matéria de alta densidade.
US5700962A (en) * 1996-07-01 1997-12-23 Alyn Corporation Metal matrix compositions for neutron shielding applications
AU8173198A (en) 1997-06-27 1999-01-19 Board Of Regents, The University Of Texas System An electrochemiluminescent label based on multimetallic assemblies
JP2000009890A (ja) 1998-06-26 2000-01-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd キャニスタの輸送装置
JP3150672B1 (ja) 1999-10-13 2001-03-26 三菱重工業株式会社 中性子遮蔽体およびこれを用いたキャスク
JP2001116885A (ja) 1999-10-18 2001-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd レジン充填装置およびレジン充填方法
JP3643798B2 (ja) 2001-08-08 2005-04-27 三菱重工業株式会社 中性子遮蔽材用組成物、遮蔽材及び容器
JP4592234B2 (ja) 2001-08-24 2010-12-01 三菱重工業株式会社 中性子遮蔽材用組成物、遮蔽材、容器
JP3951685B2 (ja) * 2001-11-30 2007-08-01 株式会社日立製作所 中性子遮蔽材及び使用済み燃料収納容器
JP2004061463A (ja) 2002-07-31 2004-02-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 中性子遮蔽体用組成物、遮蔽体及び遮蔽容器
KR100706012B1 (ko) * 2003-03-03 2007-04-11 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 캐스크, 중성자 차폐체용 조성물 및 중성자 차폐체 제조법
EP1713089B1 (en) * 2004-02-04 2015-04-08 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Composition for neutron shield material, shield material and container

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103619949A (zh) * 2011-05-13 2014-03-05 韩国原子力研究院 用于中子屏蔽的环氧树脂组合物及其制备方法
CN103619949B (zh) * 2011-05-13 2016-08-17 韩国原子力研究院 用于中子屏蔽的环氧树脂组合物及其制备方法
CN106463190A (zh) * 2014-04-25 2017-02-22 赛瑞丹公司 包含多面体硼烷阴离子或碳硼烷阴离子的水性溶液的池及其使用方法
CN106750820A (zh) * 2017-01-12 2017-05-31 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种低密度中子屏蔽材料及其制备方法
CN107266862A (zh) * 2017-06-06 2017-10-20 北京光科博冶科技有限责任公司 环氧树脂组合物及制备方法、中子屏蔽材料制备方法
CN113286839A (zh) * 2019-03-06 2021-08-20 三菱瓦斯化学株式会社 环氧树脂组合物和其固化物、以及纤维增强复合材料
CN112143229A (zh) * 2019-06-26 2020-12-29 生态环境部核与辐射安全中心 一种含硼屏蔽复合材料的制备方法

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