JPS6050498A - 中性子遮蔽材 - Google Patents

中性子遮蔽材

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JPS6050498A
JPS6050498A JP15810383A JP15810383A JPS6050498A JP S6050498 A JPS6050498 A JP S6050498A JP 15810383 A JP15810383 A JP 15810383A JP 15810383 A JP15810383 A JP 15810383A JP S6050498 A JPS6050498 A JP S6050498A
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JP
Japan
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neutron shielding
shielding material
polyimide resin
weight
parts
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JP15810383A
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English (en)
Inventor
荷福 正隆
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Publication date
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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】 本発明はポリイミド樹脂に無機硼素化合物を混合してな
る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り施設における放
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、N子力船のとと<MIk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
でこの間層を解決するため、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提案されている。
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、また耐熱性も十分ではないという欠点
を有している。
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
のある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
ラックの廻りに取シ付ける中性子遮蔽板は/θ” Ra
ds程度の耐放射線性とis。
υ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
性に優れ、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、ポリイミド樹脂(A) 700重量
部に無機硼素化合物(B)ざ0−SOθ重量部及び有機
又は無機の充填剤0−/−0重量部との混合物よりなる
中性子遮蔽材に関するものである。
本発明において使用されるポリイミド樹脂とはポリマー
中にイミド基(−oo>N−) を有する樹脂であシ、
熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポ
リアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂がその代
表的なものである。熱硬化性ポリイミド樹脂としては、
例えば特公昭グ6−コ3230号や特公昭t4t−3o
lIIIo号に記載された樹脂を挙げることができ、よ
シ具体的には商品名ケルイミド、キネル゛(いずれもロ
ース・ブーラン社)に代表されるポリアミノビスマレイ
ミド樹脂や商品名BTレジン(三菱瓦斯化学■製)とし
て知られるビスマレイミドとトリアミンとの付加重合物
を例示することができる。
またその他のポリイミド樹脂としては、例えば特公昭4
t3−3036号に記載された樹脂を挙げることができ
、その具体例としては商品名ベスペル、カプトン(いず
れもデュポン社製)、サーミツド(ヒュース゛エアクラ
フト社)などが挙げられる。
ポリアミドイミド樹脂としては、例えば無水トリメリ≠
ト酸とジアミノジフェニルエーテルとの縮合物を挙げる
ことができ、また市販品としては商品名トーロン(アモ
コ・ケミカル社)が知られている。
ポリエーテルイミド樹脂としては具体的には商品名ウル
テム(ジェネラル・ゴ、レクトリック社)がある。
本発明においては、これらポリイミド樹脂の中で、ポリ
アミノビスマレイミド樹脂が耐熱性と成形加工性に優れ
、しかもフィラーとの混合が容易であるので、特に好ま
しい樹脂である。
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、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0.5
〜200ミクロンの粉末状のものが好ましく、特に30
〜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7.3〜コ、l、 11/
閤2、表面積は10〜30J/g のものが好適である
ポリイミド樹脂に対する無機硼素化合物の配合割合は、
ポリイミド樹脂lθON′J#、部に対し、g。
〜!Oθ重量部であシ、とシわけioo〜り00重量部
が好ましい。
無機硼素化合物の配合割合がgo重量部以下では中性子
遮蔽効果が十分でなく、また3θθ重景部より多くなる
とポリイミド樹脂との均一混合組成物を得ることが難し
くな)、仮9に混合できても樹脂のバインダー効果が不
十分となシ、成形物の機械的強度が低下する。
本発明においてはポリイミド樹脂と無機硼素化合物とを
上記の割合で混合し、これを成形するたけで、優れた中
性子遮蔽材となるが、これに更に有機又は無機の充填剤
をポリイミド樹脂ioθ重量部当9.0−/コθ重景重
量特にコθ〜100重景部まで重量合で配合することに
よシ得られる中性子遮蔽材の機械的強度及び耐熱性を一
層向上させることができるので好ましい。
本発明において使用される有機又は無機の充填剤として
は無機硼素化合物以外のもので中性子遮蔽効果を損わす
Kその強度と耐熱性を向上させるようなものであればい
かなるものでも使用でき、具体的にはガラスファイバー
、炭化ケイ素、メルク、シリカ、マイカ、砂、粘土、チ
タン酸カリ等の態様充填剤、シラス、ガラス等の各種球
状ビーズ、更に各種樹脂の繊維類などが挙げられる。
これらの充填剤はその形状としては繊維状のものが好ま
しく、本発明において特に好ましい充填剤はガラスファ
イバー、炭化ケイ素繊維、あるいは芳香族ポリアミド繊
維(デュポン社製、商品名ケプラー、メーメツクス)で
ある。
本発明においてポリイミド樹脂に無機硼素化合物と有機
又は無機の充填剤の両方を配合するときは、均一混合を
容易にするため、無機硼素化合物と有機又は無機の充填
剤の配合量の合計がポリイミド樹脂ioo重量部に対し
goθ重景重量下となるようにするのが好ましい。
本発明のポリイミド樹脂と無機硼素化合物との組成物か
らなる中性子遮蔽材を製造する方法としては、ポリイミ
ド樹脂及び無機硼素化合物、必要により更に充填剤をヘ
ンシェルミキサーやタンブラ−等で直接トライブレンド
し、このブレンド物を直接加熱プレス成形することによ
シ所望の形状に成形する方法やポリイミド樹脂を予め二
本ロールや押出機あるいはニーダ−によシ加熱融解し、
これに無機硼素化合物及び必要に応じ、有接又は無機の
充填剤を間欠的にあるいは一括して添加し、通常は3〜
30分間溶融混練し、この溶融混練された組成物を常温
に冷却してからこれをハンマー粉砕して粒径0,3〜コ
朋程度のベレットにし、その後、プレス成形、圧縮成形
、押出成形、射出成形、トランスファー成形など各種の
成形方法で所望の形状に成形する方法がある。
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。
本発明の中性子遮蔽材はポリイミド樹脂と無機硼素化合
物とを併用することによって、中性子遮蔽能力に優れて
いるだけでなく、軽量で機械的能力に優れ、かつ、2k
Oυ程度の温度までに耐える耐熱性と10” Rads
程度までの放射線に耐える耐放射線性を有している。
次に本発明を実施例により更に詳しく説明する。
実施例1 ポリアミノビスマレイミド制脂(ローラ・ブーラン社製
、商品名アルイミド)ioo重景重量gインチの加熱二
本ロールで融解した後、粒径4tOμの炭化硼素(84
G)700重量部と内部離型剤エアーオーブンで加熱し
た後、これを冷却し、ハンマーミルで粉砕して粒径約2
MRgのベレットを得た。このベレットの外観は黒色で
あシ、嵩比重は0.35〜O0りOであった。
次にこのベレットを、金型温度、2go’t、成形圧力
、200 K9/In2.成形時間10分、ポストキュ
アー コθO℃×l一時間 の条件で加熱プレス成形し
、/、tOI#MX/jOmXII!1%の角板を成形
した。この角板は外観良好でボイドの無い硬度良好な成
形品であり、以下の物性を有していた。
曲げ強度s / 12h/mm2(コSυ)t o K
p /am2(、zoo ?lX)曲げ弾性率1デgθ
Kp/朋2(λ!υ)t k OK97IIl+2(,
100t)比 重j /、り〜i、を 熱中性子減衰率I//10O 耐放射線性1曲げ強度/θψ’mm2(,2,tt )
(lθ” RadsのrffiiJ照射後)実施例ユ ボリアミノビスマレイミド樹脂(ロース・ブーラン社製
、商品名ケルイミド)700重量部を5インチの加熱二
本ロールで融解した後、粒径/IOμの炭化硼素(B、
G)100重量部と、31RWl長にカットしたガラス
ファイバーyo重量部を添加し、i、ysυでlO分間
溶溶融金し、更に/1.A−υて70分間エアーオープ
ンで加熱した後、これを冷却し、ハンマーミルで粉砕し
て粒径約3励グ、嵩比重θ、Jθの黒色ベレットを得た
このベレットを実施例1と同様の方法でih。
mrAx / s omm×smtmの角板を成形した
。この角板の物性は以下の通りであった。
曲げ強度z 、 / i、Kp/am2(、zz v 
)/ sKp/mm2(,2oθυ) 曲げ弾性率r 10soKp/mm2(コ3υ)qgo
Ky/mm’ (コ00υ) 衝撃強度運 りxy−tymyarb (ノツチ付フイゾット) 熱中性子減衰率1 ///θO 耐放射線性1曲げ強度14 Kp/mta’ (コ3υ
)(#710Radsのr線照射後) 出願人 三井石油化学工業株式会社 代理人 弁理士 山 口 和

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)ポリイミド樹脂(A) / 00重量部と無機硼
    素化合物(B)g o−s o o重量部及び有機又は
    無機の充填剤(C) O〜/2θ重量部との混合物より
    なる中性子遮蔽材 (2)ポリイミド樹脂(A)が熱硬化性ポリイミド樹脂
    である特許請求の範囲(1)記載の中性子遮蔽材(3)
     ポリイミド樹脂(A)がポリアミノビスマレイミド樹
    脂である特許請求の範囲(1)記載の中性子遮蔽材 (4)無機硼素化合物(B)が炭化硼素である特許請求
    の範囲(1)ないしく3)項のいずれかに記載の中性子
    遮蔽材 (5)有機又は無機の充填剤が繊維状である特許請求の
    範囲(1)ないしく4)のいずれかに記載の中性子遮蔽
    材 (6) 有機又は無機の充填剤が、ガラスファイバー、
    炭化ケイ素あるいは芳香族ポリアミドll&維である特
    許請求の範囲(1)ないしく5)のいずれかに記載の中
    性子遮蔽材
JP15810383A 1983-08-31 1983-08-31 中性子遮蔽材 Pending JPS6050498A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62134368U (ja) * 1986-02-15 1987-08-24
EP0566396A2 (en) * 1992-04-17 1993-10-20 Aar Corporation Method of manufacturing neutron-shielding tubes and neutron shielding tubes obtained by the same
CN107880362A (zh) * 2017-12-07 2018-04-06 四川义结科技有限责任公司 一种中子辐射屏蔽复合材料的制备方法

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