JPH01208446A - 中性子吸収性アルミニウム材料 - Google Patents
中性子吸収性アルミニウム材料Info
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- JPH01208446A JPH01208446A JP8834542A JP3454288A JPH01208446A JP H01208446 A JPH01208446 A JP H01208446A JP 8834542 A JP8834542 A JP 8834542A JP 3454288 A JP3454288 A JP 3454288A JP H01208446 A JPH01208446 A JP H01208446A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、例えば使用済み核燃料貯蔵キャスクの構造
用材料等に使用される中性子吸収性アルミニウム材料に
関する。
用材料等に使用される中性子吸収性アルミニウム材料に
関する。
なおこの明細書において、アルミニウムの語はその合金
を含む意味で用いる。
を含む意味で用いる。
従来の技術及びその問題点
従来、中性子吸収性を有するアルミニウム材料として、
中性子吸収性元素であるＢの化合物８４Ｃをアルミニウ
ム中に３０〜３５％分散状態に含有せしめた分散形合金
が知られているが、構造用材料として使用するには加工
性、強度の点で問題があった。しかもアルミニウムとＢ
４Ｃの均一混合が難しいという問題もあった。
中性子吸収性元素であるＢの化合物８４Ｃをアルミニウ
ム中に３０〜３５％分散状態に含有せしめた分散形合金
が知られているが、構造用材料として使用するには加工
性、強度の点で問題があった。しかもアルミニウムとＢ
４Ｃの均一混合が難しいという問題もあった。
また他の中性子吸収性アルミニウム材料として、アルミ
ニウムに必須添加成分としてＢを添加含有せしめたもの
が提供されている。しかしこの場合には鋳造時に溶湯の
流れが悪く、また８６度を増すとビレット、スラブの鋳
造が困難となるというような問題があった。さらにＢ濃
度が高くなるにつれ、材料の加工、熱処理が困難となる
というような問題もあった。さらにまた、該材料を溶接
した場合、溶接部のＢ濃度が低くなり、その部分におい
て中性子吸収性に劣るものとなるというような欠点もあ
った。
ニウムに必須添加成分としてＢを添加含有せしめたもの
が提供されている。しかしこの場合には鋳造時に溶湯の
流れが悪く、また８６度を増すとビレット、スラブの鋳
造が困難となるというような問題があった。さらにＢ濃
度が高くなるにつれ、材料の加工、熱処理が困難となる
というような問題もあった。さらにまた、該材料を溶接
した場合、溶接部のＢ濃度が低くなり、その部分におい
て中性子吸収性に劣るものとなるというような欠点もあ
った。
このように、従来の中性子吸収性アルミニウム材料は、
強度、加工性等の所期する機械的性質を具有させるのは
困難であり、あるいはまた製造簡易性の点で聞届があっ
た。
強度、加工性等の所期する機械的性質を具有させるのは
困難であり、あるいはまた製造簡易性の点で聞届があっ
た。
この発明は、かかる従来材料の有する欠点を解消し、所
期する機械的性質の具有を可能とするとともに、その製
造をも容易に行いうる中性子吸収性アルミニウム材料の
提供を目的とするものである。
期する機械的性質の具有を可能とするとともに、その製
造をも容易に行いうる中性子吸収性アルミニウム材料の
提供を目的とするものである。
問題点を解決するための手段
この発明は、従来のアルミニウム材料の有する欠点が、
該アルミニウム材料が中性子吸収性元素またはその化合
物をアルミニウム中に添加含有せられた合金材料として
の形態を有することから派生されるものであることに着
目するとともに、材料に中性子吸収性を具有させるため
には中性子吸収性元素等をアルミニウム中に添加含有せ
しめなくとも、アルミニウム基材表面に中性子吸収性を
有する皮膜層が被覆状態に形成されていれば足りること
に着目してなされたものである。
該アルミニウム材料が中性子吸収性元素またはその化合
物をアルミニウム中に添加含有せられた合金材料として
の形態を有することから派生されるものであることに着
目するとともに、材料に中性子吸収性を具有させるため
には中性子吸収性元素等をアルミニウム中に添加含有せ
しめなくとも、アルミニウム基材表面に中性子吸収性を
有する皮膜層が被覆状態に形成されていれば足りること
に着目してなされたものである。
即ちこの発明は、アルミニウム基材表面に、中性子吸収
性元素またはその化合物の濃化層が被覆状態に形成され
てなることを特徴とする中性子吸収性アルミニウム材料
を要旨とするものである。
性元素またはその化合物の濃化層が被覆状態に形成され
てなることを特徴とする中性子吸収性アルミニウム材料
を要旨とするものである。
作用
農化層によって材料の中性子吸収機能が保障され、アル
ミニウム基材によって材料の機械的性質が保障される。
ミニウム基材によって材料の機械的性質が保障される。
実施例
この発明に係るアルミニウム材料の一実施例を示す第１
図において、（１）は材料のベースとなるアルミニウム
基材、（２）は濃化層である。アルミニウム基材（１）
の材質は特に限定されるものではなく、用途との関係で
所期する機械的性質を具有する材質のものを適宜使用す
れば良い。例えばアルミニウム材料に強度が要求される
場合にはへΩ−Ｍｇ系、ＡＱ−Ｍｇ−３ｉ系、ＡＱ −
Ｃｕ系、ＡＱ−Ｚｎ−Ｍｇ系等の合金材料を用いれば良
く、また耐食性、加工性が要求される場合にはＡＱ−Ｍ
ｎ系、ＡＱ−Ｍｇ系等の合金材料を用いれば良い。より
具体的には、例えば使用済み核燃料貯蔵キャスクの構造
用材料として使用する場合には、特に強度、加工性が要
求されることから、ＡＱ−Ｍｇ系合金であるＡ３０５２
やＡＱ−Ｍｇ−３ｉ系合金であるＡ６０６１等を好適に
用いうる。
図において、（１）は材料のベースとなるアルミニウム
基材、（２）は濃化層である。アルミニウム基材（１）
の材質は特に限定されるものではなく、用途との関係で
所期する機械的性質を具有する材質のものを適宜使用す
れば良い。例えばアルミニウム材料に強度が要求される
場合にはへΩ−Ｍｇ系、ＡＱ−Ｍｇ−３ｉ系、ＡＱ −
Ｃｕ系、ＡＱ−Ｚｎ−Ｍｇ系等の合金材料を用いれば良
く、また耐食性、加工性が要求される場合にはＡＱ−Ｍ
ｎ系、ＡＱ−Ｍｇ系等の合金材料を用いれば良い。より
具体的には、例えば使用済み核燃料貯蔵キャスクの構造
用材料として使用する場合には、特に強度、加工性が要
求されることから、ＡＱ−Ｍｇ系合金であるＡ３０５２
やＡＱ−Ｍｇ−３ｉ系合金であるＡ６０６１等を好適に
用いうる。
アルミニウム基材（１）表面に形成される中性子吸収性
元素またはその化合物の濃化層（２）は、アルミニウム
材料に中性子吸収機能を付与するものである。ここで中
性子吸収性元素単体としては、Ｂ ＳＳ ｍ ％ Ｇ
ｄ等を挙げうる。また化合物としてはＢ４Ｃ等を挙げう
る。かかる元素または化合物の濃化層（２）はその厚さ
（１）が５０〜１０００μｍであるのが望ましい。５０
μｍ未満では実用上の中性子吸収能力としては不足する
傾向にあり、逆に１１０００ｔ１を超えて厚くなるとそ
の有効性は飽和する傾向にあるためである。また濃化層
がＢ等の単独元素からなる場合、熱処理を実施して第２
図に示すように濃化層（２）とアルミニウム基材（１）
との境界部分に中性子吸収元素の拡散層（３）を形成し
て該境界部分を合金化し、濃化層（２）のアルミニウム
基材（１）に対する密着性の向上を図っても良い。この
場合、拡散層（３）の深さ（ｄ）は１０〜１０００μｍ
とするのが好ましい。１０μｍ未満では密着性の向上効
果がなく、逆に１０００μｍを超えても該効果の増大は
なく、却ってエネルギ損失となるからである。
元素またはその化合物の濃化層（２）は、アルミニウム
材料に中性子吸収機能を付与するものである。ここで中
性子吸収性元素単体としては、Ｂ ＳＳ ｍ ％ Ｇ
ｄ等を挙げうる。また化合物としてはＢ４Ｃ等を挙げう
る。かかる元素または化合物の濃化層（２）はその厚さ
（１）が５０〜１０００μｍであるのが望ましい。５０
μｍ未満では実用上の中性子吸収能力としては不足する
傾向にあり、逆に１１０００ｔ１を超えて厚くなるとそ
の有効性は飽和する傾向にあるためである。また濃化層
がＢ等の単独元素からなる場合、熱処理を実施して第２
図に示すように濃化層（２）とアルミニウム基材（１）
との境界部分に中性子吸収元素の拡散層（３）を形成し
て該境界部分を合金化し、濃化層（２）のアルミニウム
基材（１）に対する密着性の向上を図っても良い。この
場合、拡散層（３）の深さ（ｄ）は１０〜１０００μｍ
とするのが好ましい。１０μｍ未満では密着性の向上効
果がなく、逆に１０００μｍを超えても該効果の増大は
なく、却ってエネルギ損失となるからである。
上記のアルミニウム材料において、アルミニウム基材の
製造方法は既知の溶解鋳造処理により行えば良い。一方
、中性子吸収性元素またはその化合物の濃化層（２）の
形成方法も、特に限定されるものではないが、最も簡易
かつ確実でアルミニウム基材との密着性にも優れた方法
として、溶射法による被覆形成方法を挙げうる。
製造方法は既知の溶解鋳造処理により行えば良い。一方
、中性子吸収性元素またはその化合物の濃化層（２）の
形成方法も、特に限定されるものではないが、最も簡易
かつ確実でアルミニウム基材との密着性にも優れた方法
として、溶射法による被覆形成方法を挙げうる。
即ちこの方法は、溶融あるいは半溶融状態に熱せられて
いる中性子吸収性元素またはその化合物をアルミニウム
基材（１）の表面に吹付け、これを積層して溶射皮膜層
としての濃化層（２）を形成するものである。溶射法の
具体的方法としては、例えば公知のガス式溶射法や、ア
ーク式溶射等の電気式溶射法等を挙げうる。ガス式溶射
法には、棒状あるいは線状の溶射材料を酸素・燃料炎で
溶融し、それを周囲からの圧縮空気のジェットで微粒化
して吹飛ばし、アルミニウム基材にたたきつける溶棒式
、溶線式や、中性子吸収性元素等をあらかじめ粉末化し
て該粉末を送給用ガス中に送りこんで、ノズル出口より
の燃焼ガスにのせて加熱しつつ基材表面に吹付ける粉末
式がある。また電気式溶射法にも溶線式、溶棒式、粉末
式がある。このような溶射法のいずれの手段を用いても
良く、また溶射口から基材表面までの距離等の溶射条件
は常法に従い適宜設定すれば良い。
いる中性子吸収性元素またはその化合物をアルミニウム
基材（１）の表面に吹付け、これを積層して溶射皮膜層
としての濃化層（２）を形成するものである。溶射法の
具体的方法としては、例えば公知のガス式溶射法や、ア
ーク式溶射等の電気式溶射法等を挙げうる。ガス式溶射
法には、棒状あるいは線状の溶射材料を酸素・燃料炎で
溶融し、それを周囲からの圧縮空気のジェットで微粒化
して吹飛ばし、アルミニウム基材にたたきつける溶棒式
、溶線式や、中性子吸収性元素等をあらかじめ粉末化し
て該粉末を送給用ガス中に送りこんで、ノズル出口より
の燃焼ガスにのせて加熱しつつ基材表面に吹付ける粉末
式がある。また電気式溶射法にも溶線式、溶棒式、粉末
式がある。このような溶射法のいずれの手段を用いても
良く、また溶射口から基材表面までの距離等の溶射条件
は常法に従い適宜設定すれば良い。
溶射法により形成した濃化層（２）を拡散する場合には
、溶射後にアルミニウム材料に熱処理を施す必要のある
ことは前述のとおりである。
、溶射後にアルミニウム材料に熱処理を施す必要のある
ことは前述のとおりである。
なお、濃化層（２）を溶射法により形成する場゛合、ア
ルミニウム基材（１）表面に対する密着性をより向上さ
せるために、溶射に先立ち、ショツトブラスト、エツチ
ング等により基材表面を粗面化しておくのが望ましい。
ルミニウム基材（１）表面に対する密着性をより向上さ
せるために、溶射に先立ち、ショツトブラスト、エツチ
ング等により基材表面を粗面化しておくのが望ましい。
発明の効果
この発明は上述の次第で、アルミニウム基材表面に中性
子吸収性元素またはその化合物の濃化層が被覆状態に形
成されてなるものである。
子吸収性元素またはその化合物の濃化層が被覆状態に形
成されてなるものである。
即ち、この発明に係るアルミニウム材料では、中性子吸
収機能はアルミニウム基材表面に形成された濃化層によ
ってのみ付与され、アルミニウム基材の材質とは無関係
となるから、アルミニウム基材の材質として、用途との
関係において所期する機械的性質を有する既知のものを
使用することができる。例えば該アルミニウム材料を核
燃料貯蔵キャスクの構造用材料に使用するような場合に
は、アルミニウム基材として強度及び加工性に優れた既
知の構造材を使用することができる。この結果、所期す
る機械的性質を具有し、かつ中性子吸収機能をも併せ持
つアルミニウム材料となしうる。しかも、従来のように
中性子吸収性元素をアルミニウム中に添加含有させるも
のではなく、アルミニウム基材表面に爾後的に濃化層を
形成すれば良いから、その製造をも容易に行いうる。ま
た、濃化層の厚さを５０〜１０００μｍとすることによ
り確実かつ効果的にアルミニウム材料に中性子吸収性を
付与することができる。さらにまたアルミニウム基材と
濃化層との境界部分に、該元素の拡散層が形成されてい
る場合には、層化層のアルミニウム基材に対する密着性
を向上しうる。さらにはまた、濃化層を溶射皮膜層とし
た場合には、アルミニウム基材と濃化層との密着性に優
れた材料を簡易に提供しうる。ちなみにＡ６０６１合金
からなる厚さ５ｍｍのアルミニウム基材表面を粗面化し
たのち、ガス式溶射法によりＢを溶射し、厚さ５００μ
ｍの溶射皮膜としてのＢ濃化層を被覆形成して本発明に
係るアルミニウム材料を得たところ、このアルミニウム
材料は優れた中性子吸収機能を発揮するとともに、強度
等の機械的性質にも優れたものであった。
収機能はアルミニウム基材表面に形成された濃化層によ
ってのみ付与され、アルミニウム基材の材質とは無関係
となるから、アルミニウム基材の材質として、用途との
関係において所期する機械的性質を有する既知のものを
使用することができる。例えば該アルミニウム材料を核
燃料貯蔵キャスクの構造用材料に使用するような場合に
は、アルミニウム基材として強度及び加工性に優れた既
知の構造材を使用することができる。この結果、所期す
る機械的性質を具有し、かつ中性子吸収機能をも併せ持
つアルミニウム材料となしうる。しかも、従来のように
中性子吸収性元素をアルミニウム中に添加含有させるも
のではなく、アルミニウム基材表面に爾後的に濃化層を
形成すれば良いから、その製造をも容易に行いうる。ま
た、濃化層の厚さを５０〜１０００μｍとすることによ
り確実かつ効果的にアルミニウム材料に中性子吸収性を
付与することができる。さらにまたアルミニウム基材と
濃化層との境界部分に、該元素の拡散層が形成されてい
る場合には、層化層のアルミニウム基材に対する密着性
を向上しうる。さらにはまた、濃化層を溶射皮膜層とし
た場合には、アルミニウム基材と濃化層との密着性に優
れた材料を簡易に提供しうる。ちなみにＡ６０６１合金
からなる厚さ５ｍｍのアルミニウム基材表面を粗面化し
たのち、ガス式溶射法によりＢを溶射し、厚さ５００μ
ｍの溶射皮膜としてのＢ濃化層を被覆形成して本発明に
係るアルミニウム材料を得たところ、このアルミニウム
材料は優れた中性子吸収機能を発揮するとともに、強度
等の機械的性質にも優れたものであった。
第１図はこの発明に係るアルミニウム材料の一実施例を
示す縦断面図、第２図は他の実施例を示す縦断面図であ
る。 （１）・・・アルミニウム基材、（２）・・・濃化層、
（３）・・拡散層。 以上
示す縦断面図、第２図は他の実施例を示す縦断面図であ
る。 （１）・・・アルミニウム基材、（２）・・・濃化層、
（３）・・拡散層。 以上
Claims (4)
- （１）アルミニウム基材表面に、中性子吸収性元素また
はその化合物の濃化層が被覆状態に形成されてなること
を特徴とする中性子吸収性アルミニウム材料。 - （２）濃化層はその厚さが５０〜１０００μｍである特
許請求の範囲第１項記載の中性子吸収性アルミニウム材
料。 - （３）アルミニウム基材と中性子吸収性元素の濃化層と
の境界部分に、該元素の拡散層が形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の中
性子吸収性アルミニウム材料。 - （４）濃化層が溶射皮膜層からなる特許請求の範囲第１
項〜第３項のいずれか１に記載の中性子吸収性アルミニ
ウム材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8834542A JPH01208446A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 中性子吸収性アルミニウム材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8834542A JPH01208446A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 中性子吸収性アルミニウム材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01208446A true JPH01208446A (ja) | 1989-08-22 |
Family
ID=12417186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8834542A Pending JPH01208446A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 中性子吸収性アルミニウム材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01208446A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995030990A1 (de) * | 1994-05-09 | 1995-11-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Behälter zur absorption von neutronenstrahlung |
| EP0849767A2 (en) * | 1996-12-19 | 1998-06-24 | Applied Materials, Inc. | Boron carbide parts and coatings in a plasma reactor |
| US6630100B1 (en) | 1999-10-15 | 2003-10-07 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Manufacturing method for spent fuel storage member and mixed power |
| US6726741B2 (en) | 2000-07-12 | 2004-04-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Aluminum composite material, aluminum composite powder and its manufacturing method |
| JP2004198431A (ja) * | 2002-12-19 | 2004-07-15 | Boeing Co:The | 放射線遮蔽システム、放射線遮蔽筐体を提供するプロセス、および遮蔽電子システム |
| CN107227454A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-10-03 | 江苏广川线缆股份有限公司 | 一种抗核辐射复合材料 |
-
1988
- 1988-02-17 JP JP8834542A patent/JPH01208446A/ja active Pending
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| DE4416362C2 (de) * | 1994-05-09 | 2002-09-26 | Framatome Anp Gmbh | Absorberteil |
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