JPH05256995A - 熱中性子遮蔽材料 - Google Patents
熱中性子遮蔽材料Info
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- JPH05256995A JPH05256995A JP8751592A JP8751592A JPH05256995A JP H05256995 A JPH05256995 A JP H05256995A JP 8751592 A JP8751592 A JP 8751592A JP 8751592 A JP8751592 A JP 8751592A JP H05256995 A JPH05256995 A JP H05256995A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｂ含有ステンレス鋼に比べ，より高い熱中性
子吸収能をもつ安価な熱中性子遮蔽材料を得る。 【構成】 硼素化合物の粒子を樹脂内に分散含有させて
なる樹脂層と，ステンレス鋼からなる金属層とを積層し
てなる熱中性子遮蔽材料である。
子吸収能をもつ安価な熱中性子遮蔽材料を得る。 【構成】 硼素化合物の粒子を樹脂内に分散含有させて
なる樹脂層と，ステンレス鋼からなる金属層とを積層し
てなる熱中性子遮蔽材料である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，核燃料集合体輸送容
器，核燃料保管容器，使用済み核燃料保管容器などを構
成するのに好適な熱中性子遮蔽材料に関する。
器，核燃料保管容器，使用済み核燃料保管容器などを構
成するのに好適な熱中性子遮蔽材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】原子力発電所の稼動につれて熱中性子遮
蔽材料の需要が増加している。核燃料集合体輸送容器や
使用済み核燃料の輸送容器，保管容器等を構成する材料
は熱中性子の吸収能を有することが必要である。従来よ
り，これらの材料として，中性子吸収断面積の大きいＢ
（硼素）を含有させたＢ添加オーステナイトステンレス
鋼が知られている。これらの容器はその肉厚をできるだ
け薄くして核燃料の収容量を多くすることが望ましい
が，このためには，該ステンレス鋼中のＢ含有量を多く
することが必要となる。
蔽材料の需要が増加している。核燃料集合体輸送容器や
使用済み核燃料の輸送容器，保管容器等を構成する材料
は熱中性子の吸収能を有することが必要である。従来よ
り，これらの材料として，中性子吸収断面積の大きいＢ
（硼素）を含有させたＢ添加オーステナイトステンレス
鋼が知られている。これらの容器はその肉厚をできるだ
け薄くして核燃料の収容量を多くすることが望ましい
が，このためには，該ステンレス鋼中のＢ含有量を多く
することが必要となる。
【０００３】Ｂ含有量を多くしたステンレス鋼は熱間圧
延性，冷間圧延性及び成形性が低下する。特に熱間圧延
性についての悪影響が顕著となる。これは，Ｂ含有量が
多くなるとＢが鋼中に固溶せず，脆いほう化物として析
出するからである。このために熱間圧延時に割れが発生
しやすくなり板の製造が極めて困難となるという問題が
あった。
延性，冷間圧延性及び成形性が低下する。特に熱間圧延
性についての悪影響が顕著となる。これは，Ｂ含有量が
多くなるとＢが鋼中に固溶せず，脆いほう化物として析
出するからである。このために熱間圧延時に割れが発生
しやすくなり板の製造が極めて困難となるという問題が
あった。
【０００４】このようなことから，高Ｂ添加ステンレス
鋼の熱間圧延性の改善について，特公平3-54007号公報,
特開昭63-50429号公報, 特開昭63-96221号公報等で
は，加熱条件, 分塊あるいは熱間圧延条件を厳しく制限
することを提案している。
鋼の熱間圧延性の改善について，特公平3-54007号公報,
特開昭63-50429号公報, 特開昭63-96221号公報等で
は，加熱条件, 分塊あるいは熱間圧延条件を厳しく制限
することを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】熱中性子遮蔽材料とし
ての高Ｂ添加ステンレス鋼は，前記のように製造性が悪
いという問題があり，前記公報に提案されている方法の
場合にも，通常のステンレス鋼の場合とは異なる条件で
鋼板を製造しなければならず，また歩留りの向上にも限
界があるから，製造コストが高くなるという問題があ
る。
ての高Ｂ添加ステンレス鋼は，前記のように製造性が悪
いという問題があり，前記公報に提案されている方法の
場合にも，通常のステンレス鋼の場合とは異なる条件で
鋼板を製造しなければならず，また歩留りの向上にも限
界があるから，製造コストが高くなるという問題があ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば，硼素化
合物の粒子を樹脂内に分散含有させてなる樹脂層と，ス
テンレス鋼からなる金属層とを積層してなる熱中性子遮
蔽材料を提供する。
合物の粒子を樹脂内に分散含有させてなる樹脂層と，ス
テンレス鋼からなる金属層とを積層してなる熱中性子遮
蔽材料を提供する。
【０００７】
【作用】硼素化合物は熱中性子吸収能を有するので，こ
の硼素化合物の粒子を樹脂内に分散含有させてなる樹脂
層が熱中性子遮蔽層として作用する。ステンレス鋼は形
状と強度を付与する補強材料として作用し，耐食性，耐
衝撃性をもつ核燃料容器を構成することができる。
の硼素化合物の粒子を樹脂内に分散含有させてなる樹脂
層が熱中性子遮蔽層として作用する。ステンレス鋼は形
状と強度を付与する補強材料として作用し，耐食性，耐
衝撃性をもつ核燃料容器を構成することができる。
【０００８】硼素化合物としては例えばＢ4Ｃ粉が使用
できる。これを分散含有させる支持体として樹脂は，耐
放射線性を有するプラスチックス材料，例えば，ポリエ
チレン, ポリイミド, ポリエーテルエーテルケトン，フ
ッ化ビニリデンを使用することができる。ステンレス鋼
としてはオーステナイト系ステンレス鋼が好ましい。
できる。これを分散含有させる支持体として樹脂は，耐
放射線性を有するプラスチックス材料，例えば，ポリエ
チレン, ポリイミド, ポリエーテルエーテルケトン，フ
ッ化ビニリデンを使用することができる。ステンレス鋼
としてはオーステナイト系ステンレス鋼が好ましい。
【０００９】硼素化合物の粒子を分散含有する樹脂層と
ステンレス鋼とを積層するには，ステンレス鋼に該樹脂
層を被覆する方法，或いはステンレス鋼板と該樹脂のフ
イルムまたはシートを接合する方法のいずれによっても
よい。
ステンレス鋼とを積層するには，ステンレス鋼に該樹脂
層を被覆する方法，或いはステンレス鋼板と該樹脂のフ
イルムまたはシートを接合する方法のいずれによっても
よい。
【００１０】図１は被覆法を示したものである。多孔板
１を底部にもつ槽２内にプラスチックス粉と硼素化合物
粉を入れ，多孔板１を通じて下方から空気を吹き込むこ
とにより，該粉体を流動状態にする。この流動状態にあ
る粉体中に，予め加熱したステンレス鋼３を浸漬する。
これによって，ステンレス鋼３の表面には，ステンレス
鋼が保有する熱によってプラスチックスが融着すると共
にこれに同伴して硼素化合物粉も付着し，ステンレス鋼
表面には硼素化合物が分散含有した樹脂層が形成され
る。
１を底部にもつ槽２内にプラスチックス粉と硼素化合物
粉を入れ，多孔板１を通じて下方から空気を吹き込むこ
とにより，該粉体を流動状態にする。この流動状態にあ
る粉体中に，予め加熱したステンレス鋼３を浸漬する。
これによって，ステンレス鋼３の表面には，ステンレス
鋼が保有する熱によってプラスチックスが融着すると共
にこれに同伴して硼素化合物粉も付着し，ステンレス鋼
表面には硼素化合物が分散含有した樹脂層が形成され
る。
【００１１】そのさい，流動させる粉体として，予めプ
ラスチックス粒子内に硼素化合物粒子を含有させた複合
粉を使用することもできる。この場合には，樹脂層中の
硼素化合物濃度を一定にすることができる。また，ステ
ンレス鋼３としては，例えば容器を構成する角管等に加
工したうえで浸漬すれば，加工品の表面に該樹脂層を形
成させることができる。ステンレス鋼３の加熱温度と硼
素化合物粉の濃度は，支持体としての樹脂の種類および
要求される熱中性子遮蔽能によって適切に調節する。
ラスチックス粒子内に硼素化合物粒子を含有させた複合
粉を使用することもできる。この場合には，樹脂層中の
硼素化合物濃度を一定にすることができる。また，ステ
ンレス鋼３としては，例えば容器を構成する角管等に加
工したうえで浸漬すれば，加工品の表面に該樹脂層を形
成させることができる。ステンレス鋼３の加熱温度と硼
素化合物粉の濃度は，支持体としての樹脂の種類および
要求される熱中性子遮蔽能によって適切に調節する。
【００１２】図２は，ステンレス鋼板と該樹脂のシート
を接合した例を示す。すなわち，二枚のステンレス鋼
（SUS304）の板4aと4bの間に硼素化合物粉を含有したポ
リエチレンのシート５をサンドイッチ状に挟み込んだも
のである。この場合には，二枚のステンレス鋼板4aと4b
の間に硼素化合物粉とポリエチレンの粉末との混合粉を
充填したうえで圧着して積層する。得られた積層板を角
管６に加工する。７は溶接部を示している。
を接合した例を示す。すなわち，二枚のステンレス鋼
（SUS304）の板4aと4bの間に硼素化合物粉を含有したポ
リエチレンのシート５をサンドイッチ状に挟み込んだも
のである。この場合には，二枚のステンレス鋼板4aと4b
の間に硼素化合物粉とポリエチレンの粉末との混合粉を
充填したうえで圧着して積層する。得られた積層板を角
管６に加工する。７は溶接部を示している。
【００１３】図３は，ステンレス鋼板と該樹脂のシート
を接合する他の例を示す。この場合には，ステンレス鋼
の角管８と，硼素化合物粉含有の樹脂シートからなるス
リーブ９を別々に作る。スリーブ９の内径は角管８の外
周長よりも僅かに小さくしておく。そして，スリーブ９
を角管８の外周面に被着させる。そのさい，スリーブ９
は，硼素化合物粉含有の樹脂フイルム１０と，硼素化合
物を含有しない樹脂フイルム１１との積層体とし，後者
のフイルム１１を収縮性のプラスチックス（例えばポリ
エチレン）として，これを角管８との接触面にする。フ
イルム１１の収縮性によって，角管８との密着性が良く
なる。
を接合する他の例を示す。この場合には，ステンレス鋼
の角管８と，硼素化合物粉含有の樹脂シートからなるス
リーブ９を別々に作る。スリーブ９の内径は角管８の外
周長よりも僅かに小さくしておく。そして，スリーブ９
を角管８の外周面に被着させる。そのさい，スリーブ９
は，硼素化合物粉含有の樹脂フイルム１０と，硼素化合
物を含有しない樹脂フイルム１１との積層体とし，後者
のフイルム１１を収縮性のプラスチックス（例えばポリ
エチレン）として，これを角管８との接触面にする。フ
イルム１１の収縮性によって，角管８との密着性が良く
なる。
【００１４】
【実施例】平均粒径が15μmで純度97％のＢ4Ｃの粒子を
含有させた平均粒径が約100μmのポリエチレン, ポリイ
ミド, ポリエーテルエーテルケトンまたはフッ化ビニリ
デンの複合粉体を，図１に示したように，流動槽内で流
動化させ，SUS304のステンレス鋼板を各樹脂が融着する
に十分な温度に予め加熱したうえで，該流動槽内に浸漬
した。
含有させた平均粒径が約100μmのポリエチレン, ポリイ
ミド, ポリエーテルエーテルケトンまたはフッ化ビニリ
デンの複合粉体を，図１に示したように，流動槽内で流
動化させ，SUS304のステンレス鋼板を各樹脂が融着する
に十分な温度に予め加熱したうえで，該流動槽内に浸漬
した。
【００１５】複合粉体中のＢ4Ｃと樹脂との配合割合
は，Ｂ4Ｃの粉体１kgに対し，ポリエチレンでは３８０
ｇ, ポリイミドでは６００ｇ，ポリエーテルエーテルケ
トンでは６００ｇ，フッ化ビニリデンでは７５０ｇとし
た。ステンレス鋼板の予熱温度は２５０〜３５０℃の範
囲，流動層への浸漬時間は２〜５秒である。流動層から
引き上げたあと，２００〜２２０℃で該塗膜品を２〜３
分間の後加熱を行ったうえで空冷した。
は，Ｂ4Ｃの粉体１kgに対し，ポリエチレンでは３８０
ｇ, ポリイミドでは６００ｇ，ポリエーテルエーテルケ
トンでは６００ｇ，フッ化ビニリデンでは７５０ｇとし
た。ステンレス鋼板の予熱温度は２５０〜３５０℃の範
囲，流動層への浸漬時間は２〜５秒である。流動層から
引き上げたあと，２００〜２２０℃で該塗膜品を２〜３
分間の後加熱を行ったうえで空冷した。
【００１６】表１に得られた塗膜品の耐候性, 耐衝撃
性, 加工性, 密着性等の特性評価を示した。表１におい
て，換算Ｂ(wt.%)は熱中性子吸収能が同等なＢ添加ステ
ンレス鋼のＢ量に換算したものである。すなわち, 本発
明の積層体の全厚みと同等な厚みをもつＢ添加ステンレ
ス鋼が示す熱中性子吸収能は，このＢ添加ステンレス鋼
中のＢ含有量に相当するＢを含む本発明の積層体のもの
と等しい。このため，本発明の積層体中に含ませたＢ量
をＢ添加ステンレス鋼中のＢ量に換算した。塗膜厚みが
300μmで2.0wt.%のＢを含有するステンレス鋼に相当す
る。
性, 加工性, 密着性等の特性評価を示した。表１におい
て，換算Ｂ(wt.%)は熱中性子吸収能が同等なＢ添加ステ
ンレス鋼のＢ量に換算したものである。すなわち, 本発
明の積層体の全厚みと同等な厚みをもつＢ添加ステンレ
ス鋼が示す熱中性子吸収能は，このＢ添加ステンレス鋼
中のＢ含有量に相当するＢを含む本発明の積層体のもの
と等しい。このため，本発明の積層体中に含ませたＢ量
をＢ添加ステンレス鋼中のＢ量に換算した。塗膜厚みが
300μmで2.0wt.%のＢを含有するステンレス鋼に相当す
る。
【００１７】耐候性は耐候性試験 (サンシャインフェザ
ーメーター：2000h, 63℃) にて評価し，耐衝撃性はデ
ュポン衝撃試験, 加工性は２Ｔ折曲げ試験，密着性はエ
リクセン試験を行って評価した。評価基準はＢランク以
上が使用可能と判断して，良いものの順にＡ＞Ｂ＞Ｃの
３ランクとした。熱中性子吸収能は，換算Ｂwt.%のＢを
含むステンレス鋼のものを参考にした。
ーメーター：2000h, 63℃) にて評価し，耐衝撃性はデ
ュポン衝撃試験, 加工性は２Ｔ折曲げ試験，密着性はエ
リクセン試験を行って評価した。評価基準はＢランク以
上が使用可能と判断して，良いものの順にＡ＞Ｂ＞Ｃの
３ランクとした。熱中性子吸収能は，換算Ｂwt.%のＢを
含むステンレス鋼のものを参考にした。
【００１８】
【表１】
【００１９】表1 より，No.3，No.5，No.6，No.8，No.
9, No.11, No.12の材料が, 熱中性子吸収能に優れ, 耐
候性, 耐衝撃性, 加工性, 密着性とも熱中性子遮蔽用の
構造材料として実用上問題のない特性を有していること
わかる。
9, No.11, No.12の材料が, 熱中性子吸収能に優れ, 耐
候性, 耐衝撃性, 加工性, 密着性とも熱中性子遮蔽用の
構造材料として実用上問題のない特性を有していること
わかる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように, 本発明によれば好
適な熱中性子遮蔽用材料が得られる。本発明の材料はＢ
含有量を多くしても簡単に製造できる。したがって，従
来のＢ添加ステンレス鋼のように製造性の面からＢ含有
量を大きくできなかったと言う限界を超えることができ
る。このため，肉厚を薄くしても良好な熱中性子吸収能
を持たせることができる。
適な熱中性子遮蔽用材料が得られる。本発明の材料はＢ
含有量を多くしても簡単に製造できる。したがって，従
来のＢ添加ステンレス鋼のように製造性の面からＢ含有
量を大きくできなかったと言う限界を超えることができ
る。このため，肉厚を薄くしても良好な熱中性子吸収能
を持たせることができる。
【００２１】加えて, 強度や形状はステンレス鋼が有す
る強度によって十分に保証され，また耐食性, 耐候性,
耐衝撃性にも優れるから，熱中性子吸収機能に加えて耐
用寿命の点でも優れた核燃料用容器を構成できるし，従
来のＢ添加ステンレス鋼よりも安価であり且つ加工性の
面でも優れる。
る強度によって十分に保証され，また耐食性, 耐候性,
耐衝撃性にも優れるから，熱中性子吸収機能に加えて耐
用寿命の点でも優れた核燃料用容器を構成できるし，従
来のＢ添加ステンレス鋼よりも安価であり且つ加工性の
面でも優れる。
【００２２】したがって，本発明によれば，核燃料集合
体輸送容器，核燃料保管容器，使用済み核燃料保管容器
などを構成するのに好適な新規且つ安価な熱中性子遮蔽
材料が提供でき，この分野に多大の貢献ができる。
体輸送容器，核燃料保管容器，使用済み核燃料保管容器
などを構成するのに好適な新規且つ安価な熱中性子遮蔽
材料が提供でき，この分野に多大の貢献ができる。
【図１】本発明の積層体の作成方法を説明するための浸
漬槽の略断面図である。
漬槽の略断面図である。
【図２】本発明の積層体の例を示す一部拡大斜視図であ
る。
る。
【図３】本発明の積層体の作成方法を説明するための一
部拡大斜視図である。
部拡大斜視図である。
１ 多孔板 ２ 浸漬槽 ３ ステンレス鋼 ４ ステンレス鋼板 ５ 硼素化合物粉含有樹脂層 ６ 積層体からなる角管 ７ 溶接部 ８ ステンレス鋼の角管 ９ 硼素化合物粉含有樹脂のスリーブ １０ 硼素化合物粉含有樹脂フイルム １１ 硼素化合物粉を含有しない樹脂フイルム
Claims (3)
- 【請求項１】 硼素化合物の粒子を樹脂内に分散含有さ
せてなる樹脂層と，ステンレス鋼からなる金属層とを積
層してなる熱中性子遮蔽材料。 - 【請求項２】 硼素化合物はＢ4Ｃである請求項１に記
載の熱中性子遮蔽材料。 - 【請求項３】 樹脂は，ポリエチレン，ポリイミド，ポ
リエーテルエーテルケトンまたはフッ化ビニリデンから
選ばれたプラスチックスである請求項１または２に記載
の熱中性子遮蔽材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8751592A JPH05256995A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 熱中性子遮蔽材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8751592A JPH05256995A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 熱中性子遮蔽材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05256995A true JPH05256995A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=13917133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8751592A Withdrawn JPH05256995A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 熱中性子遮蔽材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05256995A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155499A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Japan Atomic Energy Agency | 中性子線遮蔽構造体及び中性子線遮蔽構造体の構築方法 |
| CN105729937A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-07-06 | 南京航空航天大学 | 一种乏燃料储存用新型中子屏蔽超混杂层板复合材料及其制备方法 |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP8751592A patent/JPH05256995A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007155499A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Japan Atomic Energy Agency | 中性子線遮蔽構造体及び中性子線遮蔽構造体の構築方法 |
| CN105729937A (zh) * | 2016-01-29 | 2016-07-06 | 南京航空航天大学 | 一种乏燃料储存用新型中子屏蔽超混杂层板复合材料及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |