JP3291389B2 - 耐熱・耐放射線性電線 - Google Patents
耐熱・耐放射線性電線Info
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Description
といった高温、高放射線量の苛酷な環境下での使用を可
能とする耐熱・耐放射線性電線に関するものである。
発電によって賄われているが、これらは燃料として化石
燃料やウラン燃料を使うため、資源に制約があり、ま
た、廃棄物処理に苦慮しているのが現状である。そのた
め、近年ではこれら火力発電や原子力発電に代る将来の
エネルギ源として極めて有望な核融合発電が脚光を浴び
ている。この核融合発電は海水中に含まれる重水素を燃
料として使用するため、資源として無尽蔵の燃料であ
り、また、核分裂を利用した原子力発電と比べ燃え滓の
灰がまったくクリーンであるので、廃棄物の問題がない
といった優れた利点を有している。
実験炉では1億〜2億℃の高温プラズマを磁場のカゴで
閉じ込めるため、真空容器と磁場を作るための超電導コ
イルが構成され、その電源供給のリード線や各種の計測
線さらには遠隔保守のロボットに各種の電線が必要とさ
れる。また、この巨大な核融合実験炉を収容する建屋内
にもその他多くの電線が使われることになる。そして、
これらの電線は1000℃以上の高温と100MGy以
上の高放射線場に曝されて使用されることになる。
されている電線・ケーブルは一般に90℃か、LOCA
時でも最大190℃以下で、1MGy以下であるため、
現状ではこのような苛酷な環境下で使用できる電線はな
く、無機絶縁電線が一部使用可能性があるが、硬くて布
設上の制約があり、移動用のフレキシブルな電線として
は全く使用できないといった問題点があった。
解決するために案出されたものであり、その目的はこの
ような高温、高放射線量の苛酷な環境下での使用に耐え
得る耐熱、耐放射線性電線を提供することにある。
に本発明は、1000℃以上の高温、100MGy以上
の高放射線量の環境下で使用される耐熱・耐放射線性電
線において、導体の周囲に、有機ポリマからなるフィル
ムと酸素濃度が0.1〜2.0wt%のSi−N−O系
連続繊維とを貼合わせて複合化したものからなる絶縁
層、又は上記フィルムからなる層上に上記Si−N−O
系連続繊維からなる層を積層した絶縁層を備え、かつ上
記Si−N−O系連続繊維が、セラミックス前駆体ポリ
マ繊維を不活性ガス雰囲気中で電離放射線を照射して不
融化してから窒化作用を有するガス中で焼成してなるも
のである。
ステン線、モリブデン線、無酸素銅線或いは線形結晶化
無酸素銅線及び白金線、さらには、SUSクラッド銅線
等のクラッド線や各種金属等のメッキ線等が挙げられる
が、本発明は特にこれに限定されるものではない。ま
た、有機ポリマフィルムの材料としてはポリイミド等の
芳香族系のポリマが耐放射線性、耐熱性に優れており、
例えば、ユーピレックステープは100MGyの耐放射
線がある。また、Si−N−O系連続繊維の酸素含有量
を0.1〜2.0wt%と規定したのは、0.1wt%
未満では繊維及び織物の可撓性が劣るからであり、2.
0wt%を越えると高温の電気特性、特に体積抵抗率が
低下するからである。また、繊維径は特に規定しないが
10〜20μm程度であることが望ましい。
ボシランあるいはポリシラザンのようなセラミックス前
駆体ポリマを繊維化し、不活性ガス雰囲気中で電離放射
線を6〜10MGy/hrの線量で照射した後、窒化作
用を有するガス中で700〜1200℃の温度で焼成す
ることによって得られる。尚、このポリカルボシラン及
びポリシラザンの化学構造及び数平均分子量は以下に示
した通りである。
導体上に横巻きするか糸を編組としたり、またクロスに
して細幅テープにして巻き付けたり、さらにこのテープ
と有機ポリマフィルムと貼り合わせて使用することにな
る。そして、クロスの場合、織り方としては、平織、綾
織等のガラスクロスで用いられる製造方法の全てを適用
することができる。その織密度は目が緻密なものほど有
効である。また、上記Si−N−O系繊維を不融化する
際の電離放射線は電子線、陽子線、α線、中性子線のい
ずれかよりなる荷電及び中性粒子、さらにはγ線、X線
の電波より選択される。
は、導体周囲に、電離放射線不融化した酸素濃度が0.
1〜2.0wt%であるSi−N−O系繊維を基本とし
た有機ポリマ・フィルムを複合形成したことにより、常
温〜1200℃、100MGy以上に耐え、また、適度
な可撓性を有することになるため、布設上の制約がな
く、核融合実験炉用の電線・ケーブルとして適用が可能
となる。
め、耐放射線性、耐熱性が大巾に向上するため、100
0℃以上の高温、100MGy以上の高放射線場といっ
た苛酷な条件下での使用が可能となる。また、適度な可
撓性を有するため、布設上の制約がなくなり、さらに高
温での電気特性、特に体積抵抗率の低下がないため、良
好な電気特性を維持することができる。
は各種の電源ケーブル、制御ケーブル、計装ケーブルが
使われ、また、遠隔機器関連でも同様の電線・ケーブル
が使われる。これらの電線ケーブルの使用環境は大きく
分けて核融合実験炉内配線、核融合実験炉収容建屋内配
線、遠隔機器関連用配線の3種に分類でき、以下これら
を簡単に説明する。
イル間計測では高温プラズマの漏れで1200℃になる
ことも考慮する必要があること。γ線は100MGy以
上になることを考慮する必要がある。
設置場所に依存するが100MGyまで耐えるもので構
成する必要がある。特に実験、運転開始後は収容建屋に
は人が入れないことでメンテナンスフリーが必要となる
ので長寿命電線ケーブルが期待される。
る必要があり、そのうえ電線・ケーブル類には可撓性が
必要で移動用を考慮する必要がある。
があるが、さらにいずれに使われる電線ケーブルも製
造、輸送、保管、布設工事、運転、保守、点検を通して
大気の湿度に晒されるため、高温、高放射線、可撓性を
目標としたセラミックス系繊維を基本とした絶縁物は吸
湿をし、電気特性を低下させることが懸念されるので、
構造、仕様、設計上対策を考慮する必要がある。一般的
には繊維系絶縁物を金属管で被膜し、内部をN2 やHe
ガス等の不活性ガスに置換して吸湿を排除すればよい
が、核融合実験炉用では高放射線場に置かれるため、N
2 は放射化しやすく、Heガスは機器のシール検出系に
使われているため、電線・ケーブルには使用できず、ま
た他に有効なものがない。そこで、100MGy級に耐
える有機ポリマフィルムとセラミックス系繊維を複合し
た絶縁体を構築する本発明が極めて有効となる。
いて詳述する。
心ケーブルとなる電力、制御ケーブルに用いた一実施例
を示したものである。先ず、図1に示すように、断面積
が1.25mm2の撚線導体1上にポリイミドフィルム
2を巻付けてヒートシールし、その上に酸素含有量が
0.5wt%のSi−N−O系繊維のクロス3をテープ
巻きして欠くサイズに所要の厚さになるように何枚か施
し、その上にテープのほつれを防止するための、酸素含
有量が0.5wt%のSi−N−O系繊維の糸を編組4
し、さらに必要に応じて耐熱塗料、例えばポリカルボシ
ラン、ポリシラザン等のセラミックス前駆体を有機溶剤
に希釈した塗料を塗布して250℃で焼成して絶縁線心
5を形成する。また、電線・ケーブルの構造上、絶縁線
心5上には繊維物のほつれ、吸湿、吸塵等による表面閉
路防止や成端性を考慮して、例えばセラミック前駆体か
らなる耐熱塗料等を塗布処理しても良い。次に、この絶
縁線心5を所要本数撚り合わせ(本実施例では3心)、
介在12を施した上に、押え巻6としてSi−N−O系
繊維のクロスでテープ巻きした後、さらにその上に、外
装材7として例えば、導体サイズ別に布設時の所要張力
を考慮して、例えばSi−N−O系繊維の糸の編組に
防湿耐熱塗料としてセラミック前駆体からなる塗料を塗
布し、焼成したもの、又はSUSの編組、あるいは
SUSコルゲート管を施すことになる。さらに、遠隔機
器系の移動用で可撓性を要したり、収容建屋内の比較的
環境条件の緩い用途に用いる場合は有機系の配合材
料、例えば難燃性ポリウレタン等を施すことになる。
ポリマフィルム、例えばポリイミドテープとSi−N−
O系繊維のクロスを貼り合わせた複合テープ8を各サイ
ズ毎所要厚さになるように巻き付け、ほつれ防止のSi
−N−O系繊維の糸の編組9を施し、必要に応じて耐熱
塗料を塗布して焼成して形成した絶縁線心5aを用いて
も良い。
ブルである計装ケーブルに用いることもできる。すなわ
ち、この計装ケーブルは上記実施例で示した絶縁線心5
を2本、対撚りにすると共に、各対に遮断を施したり、
図示するように、計装ケーブルは導体1が0.1mm〜
0.5mmφの単線導体を用いる場合があるので、絶縁
線心5bのように、導体1上に絶縁層11のみを施すこ
とも考えられる。この場合、Si−N−O系繊維の糸を
横巻きし、耐熱塗料を塗布して焼成するか、導体上にS
i−N−O系材料を塗料にし、塗装焼成し、セラミック
絶縁層とすることもできる。
用の電線・ケーブルとして説明したが、本発明の耐熱・
耐放射線性電線の使用場所は、これに限定されるもので
はなく、従来の原子炉発電所や火力発電所等は勿論、高
温、高放射線場といった苛酷な環境下であればあらゆる
場所に適用することができることはいうまでもない。
性が大巾に向上すると共に、適度な可撓性を有し、さら
に高温の電気特性、特に体積抵抗率の低下がなくなるた
め、作業員が入れない核融合実験炉といった苛酷な環境
下での使用が可能となり、また布設上の制約もなくなる
等といった優れた効果を有する。従って、本発明によれ
ば、将来極めて有望な核融合発電の実現化に大きく貢献
することができる。
ーブルとなる3心ケーブルに適用した一実施例を示す断
面図である。
となる3対ケーブルに適用した一実施例を示す断面図で
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 1000℃以上の高温、100MGy以
上の高放射線量の環境下で使用される耐熱・耐放射線性
電線において、導体の周囲に、有機ポリマからなるフィ
ルムと酸素濃度が0.1〜2.0wt%のSi−N−O
系連続繊維とを貼合わせて複合化したものからなる絶縁
層、又は上記フィルムからなる層上に上記Si−N−O
系連続繊維からなる層を積層した絶縁層を備え、かつ上
記Si−N−O系連続繊維が、セラミックス前駆体ポリ
マ繊維を不活性ガス雰囲気中で電離放射線を照射して不
融化してから窒化作用を有するガス中で焼成してなるも
のであることを特徴とする耐熱・耐放射線性電線。 - 【請求項2】 上記有機ポリマはポリイミドであること
を特徴とする請求項1に記載の耐熱・耐放射線性電線。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01272694A JP3291389B2 (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 耐熱・耐放射線性電線 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP01272694A JP3291389B2 (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 耐熱・耐放射線性電線 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07220534A JPH07220534A (ja) | 1995-08-18 |
JP3291389B2 true JP3291389B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
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Family Applications (1)
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JP01272694A Expired - Fee Related JP3291389B2 (ja) | 1994-02-04 | 1994-02-04 | 耐熱・耐放射線性電線 |
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JP (1) | JP3291389B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106373635A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-01 | 江苏上上电缆集团有限公司 | 一种耐高温核电站用电缆及其制造方法 |
-
1994
- 1994-02-04 JP JP01272694A patent/JP3291389B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106373635A (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-01 | 江苏上上电缆集团有限公司 | 一种耐高温核电站用电缆及其制造方法 |
CN106373635B (zh) * | 2016-08-26 | 2018-07-24 | 江苏上上电缆集团有限公司 | 一种耐高温核电站用电缆及其制造方法 |
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---|---|
JPH07220534A (ja) | 1995-08-18 |
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