報告書番号

H14002

タイトル（和文）

沸騰水型原子炉格納容器から採取されたエチレンプロピレンゴム安全系ケーブル絶縁体の経年状態分析

タイトル（英文）

Aging Analysis on Ethylene Propylene Rubber Insulations Sampled from Boiling Water Reactor Containments

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究の目的は，沸騰水型原子炉格納容器内より採取された実機エチレンプロピレンゴム（EPゴム）絶縁体にもとづいて，人工追加劣化を通して経年劣化状態を明らかにすることである。実稼働年数16年の実機絶縁体は，破断伸び値が初期値405%から平均270%に低下していた。酸化指数評価を含め，この実機試料の劣化度合いは，同一新品材料を110℃で132日間熱加速劣化させた場合と同程度であった。この実機試料を新品材料と同環境で追加熱劣化した。破断伸びが経年劣化の管理値である70%までさらに低下するには，上記新品試料に対しては，さらに23日程度の加速劣化が必要であった。しかし，実機試料では70日ほどの劣化日数を要した。この結果から実機試料は人工追加劣化に対して予測より約3倍の長寿命を示すことが判明した。実機絶縁体が伸び値70%を示す劣化後期では，酸化劣化が抑制されるとともに，分子鎖架橋が進んでいることが赤外分光とゲル分率測定より明らかになった。一方，新品試料に対する加速劣化では分子鎖切断による劣化が進んでいたと推定される。以上より，実機試料では，酸化劣化の抑制と架橋反応により緩慢な劣化特性がもたらされたと考えられる。

概要 （英文）

Frame-retardant ethylene propylene rubber insulations that were service-used for 16 years in boiling-water reactor containments were subjected to material analyses. Value of elongation at break is approximately 270%, indicating that some change in the functional properties has occurred in their normal operation history. Additional artificial aging based on wear-out approach methodology was then conducted in a 110 degrees thermostatic oven. Seventy days were needed to reduce the mechanical property till it cannot secure the durability against the loss-of-coolant accident simulation test, which is almost three times greater than the prediction based on the acceleration aging test against non-aged samples. Infrared spectroscopy shows that the formation of carbonyl products is also suppressed in service-used cables. Moreover, gel fraction analysis shows that cross-linking is prominent and is enhanced during the additional wear-out aging in service-used cables. The relation between elongation at break value and tensile strength shows similar indication, and demonstrates that chain scission due to oxidation is elevated in the case of acceleration aging. Cross-linking phenomenon in used cables is considered to prevent chemical degradation reaction, by preventing the oxygen permeation into the bulk. This intrinsic feature of service-used cable insulation has a possibility of contributing to the slow aging under the in-service atmosphere, which was already found by the statistical analysis of the aging state data obtained for the corresponding type of insulations.

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