2019 Fiscal Year Research-status Report
ＧＰＳ追尾機能付放射線検出器と新型段ボール構造遮蔽材による除染廃棄物運搬容器開発
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18K04998
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| Research Institution | Fukushima National College of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 茂和 福島工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (40399259)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 英治 富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (00270885)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | FRP / 遮蔽 / 環境回復 / 段ボール構造 / 除染廃棄物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では，東日本大震災による福島第一原子力発電所事故からの復旧・復興に向けて，福島県内で実施された除染によって大量に発生した除染廃棄物を運搬する際の，住民の安心安全確保のために，放射線を遮蔽することができるダンボール構造の複合材料と，着脱可能なGPS機能を有した放射線検出器を開発し，リアルタイムモニタリング可能な除染除去物運搬ケースの開発を行う．２０１９年度は主に(1)段ボール構造ＦＲＰの作製と強度評価，(2)遮蔽効果へ与える金属元素の影響調査，(3)放射線計測とGPSの統合設計を実施した．
(1)段ボール構造に編んだFRP繊維にエポキシ樹脂を母材とし，分子量の大きな硫酸バリウム粉末を添加してFRP材を作製し，3点曲げ強度試験を実施した．繊維を波形に編んだ中しんの谷と山のどちらに治具が接触するかで強度は異なるが最大で約160MPaの曲げ強度を得ることができた．
(2)はガラス繊維を用いて，ポリエステル樹脂に銅(20%，40%，60%)，スズ(20%，40%，60%)，硫酸バリウム(10%，50%)を添加したFRPとエポキシ樹脂に硫酸バリウムを10%添加したFRPを作製した．そのFRP材に対して，密封線源(Cs137)とCANBERRA製検出器を使用して遮蔽効果の評価を行った．放射線透過率を求めたところ，スズが最も低く60%添加したFRPで約75%が得られた．添加物別で比較するとスズが最も透過率が低く，次に硫酸バリウム，銅となった．また，ポリエステル樹脂とエポキシ樹脂では放射線透過率に大きな差は確認されなかった．次年度はスズより原子量が大きなビスマスを用いた遮蔽効果の評価を行う予定である．
(3)は小型放射線検出器と組み合わせて使用するGPSについて機種選定や周辺回路の設計を終了した．来年度はFRP段ボールに実機を取り付け，実用性について検証する．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ポリエステル樹脂またはエポキシ樹脂にスズ粉末を60%添加することで，段ボール構造を有するFRP材において，γ線を約25%遮蔽可能であることがわかった．また，アルミ合金とほぼ同程度の曲げ強度を得ることができた．
金属粉末を樹脂中に分散させる方法としてホモジナイザーが有効であることが得られた．
小型放射線検出器と組み合わせて使用するGPSについて機種選定や周辺回路の設計を済ませた．
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| Strategy for Future Research Activity |
原子量の大きなバリウムを含んだ硫酸バリウムを添加した場合に放射線透過率がスズより大きくなる原因について特定できておらず，次年度に詳細に調べる予定である．
設計が終了した小型放射線計測システムの実機作製を行い，FRP段ボールに取り付け，実用性について検証する．
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| Causes of Carryover |
２０２０年３月に予定していた，国際会議への参加，研究打ち合わせ等がコロナの影響により実施できず旅費の執行ができなかった．次年度改めて国際会議への参加を検討する．
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