JPS60194394A - 中性子遮蔽材 - Google Patents

中性子遮蔽材

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JPS60194394A
JPS60194394A JP4813684A JP4813684A JPS60194394A JP S60194394 A JPS60194394 A JP S60194394A JP 4813684 A JP4813684 A JP 4813684A JP 4813684 A JP4813684 A JP 4813684A JP S60194394 A JPS60194394 A JP S60194394A
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shielding material
neutron shielding
neutron
epoxy resin
polyethylene
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友重 徹
康正 藤井
荷福 正隆
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中性子遮蔽材に関する。
近年原子力産業の発展に伴い、各種の原子力施設、例え
ば核燃料取シ扱い施設や放射線取シ扱い施設における放
射線遮蔽は、人体が受ける放射線の量を極力低減化し、
また各種原子力施設の構造材や機器材料を放射線による
損傷から守る意味でこの業界では重要な課題となってい
る。
現在放射線、ことに中性子の遮蔽材としては水、コンク
リートが用いられている。しかしこれらの遮蔽材は軽量
とはいえず、原子力船のごとく重量や容積が限られた原
子力施設の中での遮蔽材料としては不適である。そこで
この問題を解決するため、軽量の中性子遮蔽材が開発さ
れている。例えば軽量でしかも水素原子を多く、含んで
おシ、中性子の減速剤としての効果が大きいパラフィン
やポリエチレンに、低速及び熱中性子に対して大きな吸
収断面積を有することが知られている硼素化合物を配合
した硼素含有ポリエチレン、硼素含有パラフィン、硼素
含有ポリメタクリル酸メチルなどが析案されている。
しかし、これらの中性子遮蔽材料は軽量で中性子遮蔽効
果も良好であるが、放射線(例えばγ線)による照射損
傷を受けやすく、また耐熱性、接着性も十分でないとい
う欠点を有している。
また耐熱性を改良するために不飽和ポリエステル樹脂に
硼素化合物を配合した中性子遮蔽材も提案されているが
、この遮蔽材も強度(耐圧縮脆さ)、接着性の点で満足
すべきものではない。
一方、原子炉施設、使用済核燃料貯蔵施設、プルトニウ
ム燃料加工施設など今日の原子力施設においては、耐放
射線性に優れ、誘導放射能の生成が少なく、かつ耐熱性
強度、接着性の良好な中性子遮蔽材の開発が急務となっ
ている。
例えば、使用済核燃料の貯蔵施設においては、使用済核
燃料の貯蔵能力を増すために、燃料棒の挿入されている
ラックの廻シに取シ付ける中性子遮蔽板は/θ10Ra
ds程度の耐放射線性と730で以上の耐熱性及びある
程度の機械的強度が要求されている。
本発明者等は、これらの現状に鑑み、耐熱性と耐放射線
性に陵れ、かつ軽量で機械的強度を有する中性子遮蔽材
を開発するため、鋭意検討した結果本発明を完成した。
すなわち本発明は、エポキシ樹脂30−ざ0重量係、ポ
リエチレンk −jθ重量係、無機硼素化合物/−10
重量%を含む混合物を硬化してなる中性子遮蔽材に関す
る。
本発明で使用されるエポキシ樹脂とは1分子中にl、を
個以上のエポキシ基を有する化合物である。
このようなエポキシ樹脂として具体的には、例えば、ビ
スフェノールA1 ビスフェノールF1 ハハコ、−一
テトラキス(ll−ヒドロキシフェニル)エタンなどの
ポリフェノール類化合物のグリシジルエーテル系エポキ
シ樹脂1前記ポリフエノール類化合物の核水素化合物の
グリシジルエーテル系エポキシ樹脂1カテコール、レゾ
ルシン、ヒドロキノン、フロログルシンなどの多価フェ
ノール類のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂茅エチレ
ンクリコール、ブタンジオール、グリセロール、エリス
リトール、ポリオキシアルキレングリコールなどの多価
アルコール類のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂Sノ
ボラック型エポキシ樹脂多ビニルシクロヘキセンジオキ
シド、リモネンジオキシド、ジシクロペンタジェンジオ
キシドなどの脂環族系エポキシ樹脂茅7タル酸、シクロ
ヘキサン−バー−ジカルボン酸などのポリカルボン酸の
エステル縮金物のポリグリシジルエステル系エポキシ樹
脂jポリグリシジルアミン系エポキシ樹脂1メチルエビ
クロ型エポキシ樹脂などがあけられる。
これらのエポキシ樹脂のうちでは、1分子中に/0g〜
コ、−のエポキシ基を有するエポキシ樹脂が好ましく、
その潮類としては、ビスフェノールA1ビスフエノール
AD、ビスフェノールPなどのポリフェノール類化合物
のグリシジルエーテル系エポキシ樹脂、ポリグリシジル
アミン系エポキシ樹脂が好ましい。
また本発明の中性子遮蔽材には上記エポキシ樹脂に必要
に応じ、反応性希釈剤、例えば1分子中にo、g個以上
のエポキシ基を有する反応性希釈剤を添加、混合しても
よい。
また本発明で使用するポリエチレンとは、ポリエチレン
ホモポリマーあるいはエチレンとlOモル係以下の他の
共重合モノマー、例えばプロピレン、ブテン等のα−オ
レフィン、アクリル酸、アクリル酸メチル、酢酸ビニル
、塩化ビニルなどを共重合したエチレン共重合体であシ
、その密度は0.90〜Q、デg 11/αns、好ま
しくは0.9ダ〜0.99g/Φ5、分子量700〜ダ
ooo、ooo。
好ましくは、yaooo〜コθaoooのものである。
これらのポリエチレンは高圧法、中圧法、低圧法のいず
れによって製造されたものでも良い。
また本発明では配合されるポリエチレンは粉末状のもの
が好ましく、その粒径が300μm以下、特ニ/θ〜コ
00prnのものが好ましい。
また本発明において使用される無機硼素化合物としては
炭化硼素、窒化硼素、無水硼酸、硼素鉄、灰硼石、正硼
酸及びメタホウ酸などが例示される。
これらの無機硼素化合物の中では炭化硼素が特に好まし
い。
またこれらの無機硼素化合物はその重量平均径がO0S
〜200ミクロンの粉末状のものが好ましく、特に3〜
300ミクロンのものが好ましい。
また無機硼素化合物の密度は/j−コ、Al/1m2、
表面積は7〜70m2//iのものが好適である。
本発明における中性子遮蔽材中の各成分の配合割合は、
エポキシ樹脂、ポリエチレン及び無機硼素化合物の合計
量をlθO重量係としたとき、エボキシ樹脂が30〜g
owt%、好ましくはダ0〜6θwt係、ポリエチレン
が!rzkOvt%、好ましくはコo−4tOwt%、
無機硼素化合物が/〜!Ovrt%、好ましくは.7−
20vtt%である。
エボキシ樹脂が.?Owt%未満では、中性子遮蔽材の
耐熱性が不足し、またざOwt%以上では、耐熱性を維
持しながら、水素含量を高くすることが難しく、その結
果中性子の減速能力が低下するので、いずれも好ましく
ない。
またポリエチレンの配合量が{重量%未満では全体の水
素含量を高く保ちながら耐熱性を維持するのが難しく、
左O重量係以上では、耐熱性が低下するという次点を有
する。
また無機硼素化合物の混合量が/重量%未満では、中性
子遮蔽効果が十分でなく、またSO重量%以上では、圧
縮破壊に対する強靭性が損なわれ、中性子減速効果が小
さくなるため、好ましくない。
本発明の中性子遮蔽材組成物を製造するには、エボキシ
樹脂、ポリエチレン粉末、無機硼素化合物及び必要に応
じ、反応性希釈剤、各種添加剤を、通常常温〜iooυ
の温度で、混合効率の良いプレンダー、ニーダー、ミキ
サー、押出機などで予備混合し、続いて硬化剤、更に必
要に応じて硬化促進剤を加えて、混合、好ましくは真空
混合した後、注形ないし成形される。注形ないし成形さ
れた材料は常温ないし加温して硬化を十分進めてから型
から出し、成形材を得る。硬化剤が潜在性の場合は常温
ないし安定温度以下で予備混合時に、これら硬化剤を必
要に応じ硬化促進剤とともに添加し、混合、好ましくは
真空混合した後、注形ないし成形してもよい。
本発明で使用する硬化剤としてはエポキシ樹脂の硬化剤
として知られているあらゆる化合物を使用することがで
きる。具体的には、ジエチレントリアミン、トリエチレ
ンテトラミン、テトラエチレンベンタミン、ジプロピレ
ンジアミン、ジエチルアミノプロピルアミンなどの鎖状
脂肪族系ポリアミンs3i状脂肪族系ポリアミン多脂肪
族系ボリアミンアダクト1ケトイミン1変性脂肪族系ポ
リアミン1ボリアミドアミン1芳香族系アミン1芳香族
系変性アミン運芳香族系変性ポリアミンS第三級アミン
系硬化剤1メルカプタン系硬化剤I酸無水物系硬化斉p
エチレンー無水マレイン酸共重合体などのように酸無水
物基を有する共重合体寥ノボラック型またはレゾール型
のフェノール樹脂初期縮金物などのようにフェノール性
水酸基を有する化合物1ヒドラジド化合物、尿素一イソ
シアン酸誘導体、尿素アミン誘導体、ジンアンジアミド
1メラミンなどの化合物をあげることができる。
この中では、常温硬化が可能であり、壕だ大型の中性子
遮藪材が成形でき、寸だ耐放射線性も改良できる等の理
由で、特にアミン系硬化剤を使用することが好ましい。
成形品の形状としては角板状、シート状、円柱状、円筒
状等の各種ブロックや射出成形による軸受、ローラー等
の各種部品などが例示できる。
また本発明の中性子遮蔽材は液状の成形用材料または被
覆材料としても用いることができる。
本発明の中性子遮蔽材はエボキシ樹脂、ポリエチレン、
無機硼素化合物を特定割合で配合することによシ、ポリ
エチレンとfnI素化合物とからなる中性子遮蔽材よル
も、#熱性、特に高温時における強度(形状保持性)、
熱変形温度及び接着性にすぐれ、又不飽和ポリエステル
樹脂に硼素化合物とからなる中性子遮蔽材に対しても、
耐圧縮強度、接着性にすぐれているので、工業上極めて
優れた中性子遮蔽材である。
次に本発明を実施例によシ更に詳しく説明する。
実施例1 ビスフェノールAジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂
(三井石油化学エボキク■製商品名工ボミツクR−/グ
θ、エポキシ当量lqo)rttrtwt%、高密度ポ
リエチレン粉末(yW−=2.20θOO密度0.9 
!r 2、平均粒径コooμm)30.0vrt、%、
インホロンジアミンlユ4wt%、酸化硼素!Owt%
 よυなる配合組成物2に9をグラネタリ一式高粘度混
合機(容積3 J )の中で30分間真空混合した後、
内径11001s、高さ3ooHmのアルミニウム製金
型に静かに注型し、約20での真空下に/日静散した。
この場合の硬化中の最高発熱温度はt時間後、tgvで
あった。1日後硬化した硬化体を更に120℃のエアー
オーブン中に入れ、3時間、後硬化した。得られた硬化
物は気泡のない上下内部の硬度差の力い均質なものであ
った。
このようKして得られた中性子遮蔽材の物性は表−1に
示す通シであった。
実施例ユ ビスフェノールAジグリシジルエーテル型エポキシ樹脂
(三井石油化学エポキシ←・製部品名工ボミツクR−/
lIθ、エポキシ酒量/yo)、yqりwt%、ドデシ
ルアルコールグリシジルエーテル(共栄社油脂(製)エ
ボライ)M−/コ3θ、エポキシ当−Fl/、t?wt
%、高密度ポリエチレン粉末(「□=ココo o o 
o、密度0. ? k 2、平均粒径コ00μm)、y
/3wt%、インホロンジアミン/θ?wt%、酸化硼
素夕、2wt% よりなる配合組成物コに9をプラネタ
リ一式高名1度混合投(容積Sl)の中で30分間真空
混合した後、内径100闘、高さ300闘のアルミニウ
ム製金型に静かに注型し、約−〇vの真空下に/日靜僅
した。このw合の硬化中の最高発熱温度はグ時間後、6
ざであった。1日後硬化した硬化体を更に/コo’cの
エアーオーブン中に入れ、3時曲、後硬化した。
得られた硬化物は気泡のない上下内部の硬度差のない均
質なものであった。
このようにして得られた中性子遮蔽材の物性は表−1に
示す通りであった。
表 −l 出願人 三井石油化学工業株式会社 代理人 山 口 和

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 0)エポキシ樹脂30〜tOM量%、ポリエチレン、t
     −S0重量%、無機硼素化合物7〜go重量係を含む
    混合物を硬化してなる中性子遮蔽材(2) アミン系硬
    化剤によシ硬化することを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の中性子遮蔽材
JP4813684A 1984-03-15 1984-03-15 中性子遮蔽材 Granted JPS60194394A (ja)

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