JPS5933874B2

JPS5933874B2 - 中性子遮蔽材

Info

Publication number: JPS5933874B2
Application number: JP2731979A
Authority: JP
Inventors: 重紀鈴木; 博飯森; 順三小堀
Original assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc; Mitsui Zosen KK
Current assignee: Mitsui Toatsu Chemicals Inc; Mitsui Zosen KK
Priority date: 1979-03-09
Filing date: 1979-03-09
Publication date: 1984-08-18
Also published as: JPS55119099A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、中性子の遮蔽材に関するものである。

放射性物質から発生する放射線を遮蔽する箇所は、原子
炉やその他の放射上物質取扱い施設、更には放射性物質
の格納容器や輸送容器等にわたっており、これらに使用
する中性子の遮蔽には水素原子密度の大きい材料、例え
ば水、ポリエチレン、ポリブテン、パラフィンなどの比
較的水素原子密度の大きい炭化水素類が、単独であるい
は硼素化合物またはリチウム化合物等の無機化合物との
組合わせで用いられてきた。

しかし、これら従来の材料に於て、施工性、耐久性或は
火災時を想定しての燃焼による自己消火性を兼ね備えて
いる材料は極めて少ない。

例えば、水は安価で比較的良好な中性子遮蔽材料である
が、常温、常圧で液体のため一定場所で遮蔽材として使
用するには封入容器が必要であり、複雑な構造物では使
用が困難であるばかりでなく、温度が上がれば圧力が上
昇し開放糸では使用できない欠点がある。

マタ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等の
熱可塑性樹脂やパラフィン等の炭化水素類は、一般に水
素原子密度は大きいが加熱により軟化し流動する欠点を
有する。

更に、熱可塑性樹脂に代わって、加熱しても軟化しない
熱硬化性樹脂の使用が考えられるが、これは水素原子密
度が熱可塑性樹脂に比較して小さいので、単独では中性
子遮蔽材料として向かないし、また熱硬化性樹脂に水を
包陰させても、大気中では本が経時的に蒸発するため、
特定な場所にしか使用できない不都合がある。

加えて、前述のような炭化水素類や樹ｊ指自体は可燃性
であり、いわゆる自己消火性はないので火災時における
安全面に問題がある。

そこで、本発明はこれら従来の中性子遮蔽材の欠点を改
良し、特に耐熱、耐燃性にすぐれ汎用性のある中性子遮
蔽材の提供をその目的とする。

本発明の他の目的は、成型が簡単でかつ施工性にすぐれ
、しかも良好な中性子遮蔽能を有する中性子遮蔽材を提
供することにある。

本発明は上記目的を達成せんとするものであって、本発
明の中性子遮蔽材料は、不飽和ポリエステル樹脂２０〜
６０重量％、ポリエチレン粉末１０〜４０重量％および
水酸化アルミニウム１５〜５５重量％を含む混合物を硬
化してなることを特徴とするものである。

また、硬化に際して硬化触媒が適宜添加される。

本発明の実施に於て用いる熱硬化性樹脂は、本発明遮蔽
材の主原料となるもので、不飽和ポリエステル樹脂、フ
ェノール樹脂、エポキシ樹脂ウレタン化ビニルエステル
樹脂などそれ自体公知のもので良いが、できるだけ水素
原子密度が高く耐熱性に優れているものが望ましく、不
飽和ポリエステル樹脂は本発明に於て最も好ましＱ）熱
硬化性樹脂の一つである。

また、ポリエチレン粉末は、ポリプロピレンなどと共に
最も水素原子密度の大きい樹脂の一つであり、遮蔽材の
水素原子密度を上昇せしめ中性子遮蔽効果を増加するた
めに配合される。

ポリエチレン粉末は、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艮い。

また、その分子量は１，０００〜６０，０００のものが
用いられ粒径は８０メツシユ以下のものが好ましく用い
られる。

更に、本発明では水酸化アルミニウムを使用する。

この水酸化アルミニウムＡｌ（ＯＨ）３は、遮蔽材に有
毒ガスを生じさせずに難燃性を付与し、自己消火能を促
進させるものである。

本発明に於て使用するこれらの各物質については、具体
的には実施例に示されるように、中性子遮蔽材としての
性能を維持しつつ耐熱性等本発明の目的達成のために、
個々にバランスする最適な配合割合がある。

即ち、本発明においては、不飽和ポリエステル樹脂２０
〜６０重量％の範囲で用いられる。

これは、本発明の耐熱性遮蔽材としての機能を発揮させ
るための主材料となるからであり、２０重量％より少な
いときは耐熱性遮蔽材の機能の低下を惹起する傾向を示
す。

また６０重量％以上の場合は水素原子密度が小さく、中
性子遮蔽能が低下する。

また、ポリエチレン粉末は、１０〜４０重量％の範囲で
用いられる。

これは、１０重量％より少ないと、水素原子密度が小さ
く中性子遮蔽能に劣り、多すぎると耐熱性の面で不都合
を生ずるからである。

また、４０重量％以上では不飽和ポリエステル樹脂との
均一混合が不可能になり、遮蔽効果が不均一になり好ま
しくない。

更に、水酸イヒアルミニウムは、１５〜５５重量％の範
囲で用いられる。

水酸化アルミニウムが１１５重量％より少ないと、遮蔽
材の自己消火性に於て劣り、また５５重量％より多すぎ
ると中性子遮蔽能の低下をきたしかつ重くなりすぎるの
で施工性、扱いの点で問題が残る。

本発明の中性子遮蔽材は、不飽和ポリエステル樹脂（液
状）に、ポリエチレン粉末および水酸化アルミニウム（
粉末状）を加えて混合物とし、この混合物を十分攪拌し
て成型硬化することによって得ることができる。

この場合、混合物には硬化触媒を配合するのが良く、そ
の硬化触媒の添加量は熱硬化性樹脂１００重丁Ｉ部に対
して０．５〜５．０重量％程度で好ましく用いられる。

硬化触媒および硬化条件は、熱硬化性樹脂の種類にあわ
せて適宜選択でき、公知の触媒と硬化条件で良い。

また、成型法としては、一般の熱硬化性樹脂に用いられ
ている各種の成型法が使用でき、注型法の場合には、型
枠を変えることによって種々の形状の遮蔽材が成型可能
である。

更に、複雑な構造物への施工を要するときには、直接遮
蔽体部に注入すると良い。

したがって、本発明に於ける硬化は、混合物を型枠に流
し硬化させても良いし、直接注入して硬化させても良い
。

本発明の中性子遮蔽材は、上述のように特定成分を特定
量用いたところに特徴があり、しかして次のような効果
を奏する。

（１）遮蔽材を構成する樹脂中の水素原子密度は大きく
、即ちポリエチレンや水のそれと大差がなく、良好な中
性子遮蔽能を有する。

これは、中性子が水素との散乱によりそのエネルギーを
失なうからであり、本発明の遮蔽材の水素原子密度は少
なくともｓ、５Ｘ１０２２ａｔｍｓ／ｉである。

（２）常用耐熱温度が少なくとも１５０℃であり、ポリ
エチレン、ポリプロピレンの約８０℃以下、開放系にお
ける水、パラフィンの常温より高く、耐熱性に優れてい
る。

（３）耐熱性であり、即ち自己消火性に優れているため
、ポリエチレン、ポリプロピレン、パラフィン、その地
熱硬化性樹脂のように燃え広がることがなく、しかも有
毒ガスを発生せず、火災時に於ける安全度が一段と高い
。

（４）成型および成型樹脂の機械加工が容易であり、ま
た複雑な構造物への適用も可能であるため、施工性に優
れており、しかも汎用性と耐久性もある。

実施例１不飽和ポリエステル樹脂ニスターＧＡｌ４７（三井
東圧化学株式会社製）４４．５重量％、ポリエチレン粉
末（分子量平均２０，０００．粒径平均３２μ２２．２
重量％および水酸化アルミニウム（昭和電工株式会社製
ハイジライ１−Ｈ−３０）３３．３重量％から成る混合
物にナイバーＢ（日本油脂株式会社製過酸化ベンゾイル
）を樹脂に対して１．０重量％添加して攪拌し、成型硬
化した。

得られた樹脂の性能は第１表のおおりであった。

なお、第１表には比較のために、ポリエチレン、水およ
び不飽和ポリエステル樹脂（ニスターＧＡ１４７）をそ
れぞれ単独に用いた場合の性能も併記した。

この結果から、本発明の遮蔽材の水素原子密度は、ポリ
エチレンや水に比較してもそん色なく、また耐熱性と自
己消火性にすぐれていることがわかる。

実施例２不飽和ポリエステル樹脂ニスターＤ１７２（三井東圧化
学株式会社製）５０重量％、ポリエチレン粉末（分子量
平均２０，０００）と水酸化アルミニウム（実施例１と
同じ）の割合を変えて、各々成型硬化し、中性子遮蔽性
能に関与する水素原子密度を調べたところ、第１図の結
果を得た。

なお触媒として実施例１（！：同じ過酸化ベンゾイルを
樹脂に対して１．５重量％用いた。

実施例３不飽和ポリエステル樹脂ニスターＲ２８０（三井東圧化
学株式会社製）：ポリエチレン粉末（分子量平均２０，
０００）＝２：１の混合物に水酸化アルミニウム（実施
例１と同じ）を種々の割合で添加し、実施例２と同様に
実施して成型樹脂をつくり、ＡＳＴＭＤ６３５−６
８Ｔにしたがって耐熱性試験をしたところ、第２表の結
果を得た。

また、第２衣のうち本発明遮蔽材の結果をプロットする
と第２図の吉おりである。

上述の第１図から理解されるように、水酸化アルミニウ
ムの割合を増加すると、樹脂の水酸原子密度は下がり、
中性子遮蔽材としての性能は低下するが、第２図に示さ
れるように、水酸化アルミニウムの添加量によって自己
消化時間が短かくなり耐燃性が増加する関係にある。

従って、中性子遮蔽材としての性能を高度に維持しつつ
、耐熱性等の本発明で意図する遮蔽材とするには、既述
の各成分のバランスした割合が必要である。

実施例４スチレンで希釈したウレタン化ビニルエステル樹脂（ニ
スターＨ７０００三井東圧化学社製）３５重量％、ポリ
エチレン粉末（平均分子量３０．０００平均粒径３０μ
）３５重量％及び水酸化アルミニウム（実施例１に同じ
）３０重量％からなる混合物に、硬化剤（パーキュアに
日本油脂社製）を上記混合物に対して１，０重量％添加
後、攪拌し、成型硬化した。

得られた成型硬化相の性能を第３表に示す。

なお、第３衣には比較のために、上記ウレタン化ビニル
エステル樹脂を単独で用いた成型硬化した場合の性能も
併記した。

【図面の簡単な説明】

第１図はポリエチレン粉末と水酸化アルミニウムの割合
に対する水素原子密度および比重の関係を示す図、第２
図は水酸化アルミニウムの割合と自己消化時間との関係
を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

１不飽和ポリエステル樹脂２０〜６０重量％、ポリエ
チレン粉末１０〜４０重量％および水酸化アルミニウム
１５〜５５重量％を含む混合物を硬化してなる中性子遮
蔽材。