CN102719127A

CN102719127A - 防中子辐射材料

Info

Publication number: CN102719127A
Application number: CN2012102311839A
Authority: CN
Inventors: 南海军; 鹿政理; 张洪学; 吕永智; 吴冬辉; 范莉莉; 李德龙; 董志军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2012-10-10

Abstract

本发明公开一种防中子辐射材料，依次设有快中子慢化层、中子俘获层及保护层，所述快中子慢化层是由重量百分比为50~60%的基料与重量百分比为40~50%的快中子慢化添加剂混配、固化而成的板材，其中的快中子慢化添加剂是由250~300目的石墨粉和氧化铅粉按重量比为3：1混合而成；所述中子俘获层是由重量百分比为50~60%的基料与重量百分比为40~50%的中子俘获添加剂混配、固化而成的板材，其中的中子俘获添加剂的组分和重量百分比是：天然B₂O₃30~50%、铝10%、Fe₂O₃10%、镉10%以及丰度大于90%的¹⁰B₂O₃20~40%，各组分均为250~300目粉末；所述保护层是在保护板上涂敷有由250~300目的铅粉和基料调和而成的涂敷料，铅粉和基料的重量比是2：8。

Description

防中子辐射材料

技术领域

本发明涉及一种防中子辐射材料，尤其是一种成本低廉、制作容易、俘获中子效果好、可有效防止中子辐射的涂料。

背景技术

随着核电事业的发展，需建设很多座原子能反应堆（核反应堆），甚至在船、舰等设备上也会以核反应堆为能源。然而，如果核反应堆出现意外事故时，除了能产生如α、β、γ等放射性射线外，还可能出现中子外泄。发生核外泄事故时出现的中子流的能量级别不同，其中有的带有很高的能量，其E>1.2Mev，称为快中子；也有的带有较低的能量如E<1Kev，称为慢中子，即又称热中子。已知热中子易被某些材料（混凝土、土层、岩石、金属材料等）俘获吸收而不产生危害，但是所产生的快中子则不能被吸收。虽然部分材料科减弱快中子的能量，但是对人体来说，仍具有重大危害。目前，应用于核反应堆的防辐射材料主要是针对α、β、γ射线，而对中子流则基本上没有防护作用。

发明内容

本发明是为了解决现有防辐射涂料不防护中子辐射的问题，提供一种成本低廉、制作容易、俘获中子效果好、可有效防止中子辐射的材料。

本发明的技术解决方案是：一种防中子辐射材料，依次设有快中子慢化层、中子俘获层及保护层，所述快中子慢化层是由重量百分比为50~60%的基料与重量百分比为40~50%的快中子慢化添加剂混配、固化而成的板材，其中的快中子慢化添加剂是由250~300目的石墨粉和氧化铅粉按重量比为3：1混合而成；所述中子俘获层是由重量百分比为50~60%的基料与重量百分比为40~50%的中子俘获添加剂混配、固化而成的板材，其中的中子俘获添加剂的组分和重量百分比是：天然B₂O₃30~50%、铝10%、Fe₂O₃10%、镉10%以及丰度大于90%的¹⁰B₂O₃20~40%，各组分均为250~300目粉末；所述保护层是在保护板上涂敷有由250~300目的铅粉和基料调和而成的涂敷料，铅粉和基料的重量比是2：8。

本发明分为快中子慢化层、中子俘获层和保护层，快中子慢化层可将中子流外泄时带有很高能量的快中子加以慢化变成热中子，然后再由俘获中子层加以俘获，最后再由保护层进一步吸收阻挡并可免遭外力作用破坏。成本低廉、制作容易，中子俘获效果好，可达到防辐射的要求。当原子能反应堆出现异常事故时，可有效防止中子外泄，避免外泄中子对人类及环境所带来的危害，同时本发明受中子辐射后也不会产生二次放射性污染，利于环保。

具体实施方式

实施例1：

制备快中子慢化层：

将细度在250~300目的石墨粉和氧化铅粉按重量比为3：1进行混合成为快中子慢化添加剂，再将重量百分比为50%的基料与重量百分比为50%的快中子慢化添加剂混配、固化，形成快中子慢化层板材。基料可以采用现有的改性环氧树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、苯乙烯树脂、有机硅树脂、醇酸树脂等通用树脂。

制备中子俘获层：

将下列重量百分比的组分进行混配，制成中子俘获添加剂：天然B₂O₃30%、铝10%、Fe₂O₃10%、镉10%以及丰度大于90%的¹⁰B₂O₃40%，各组分均为250~300目粉末；将重量百分比为60%的基料与重量百分比为40%的中子俘获添加剂混合均匀固化后形成中子俘获层板，所用基料与快中子慢化层相同；

制备保护层：

将固体支撑材料如碳钢板、不锈钢板、铝板及塑料板材等上面涂敷着由250~300目的铅粉和基料调和成之涂敷料，铅粉和基料的重量比是2：8，所用基料与快中子慢化层相同。

应用时将以上复合在一起使用。其中，快中子慢化层必须面对中子泄露方向，中间为中子俘获层，然后为保护层，所用各层的厚度根据防辐射要求的中子俘获率而定。

实施例2：

制备快中子慢化层：

将细度在250~300目的石墨粉和氧化铅粉按重量比为3：1进行混合成为快中子慢化添加剂，再将重量百分比为60%的基料与重量百分比为40%的快中子慢化添加剂混配、固化，形成快中子慢化层板材。基料可以采用现有的改性环氧树脂、脲醛树脂、酚醛树脂、苯乙烯树脂、有机硅树脂、醇酸树脂等通用树脂。

制备中子俘获层：

将下列重量百分比的组分进行混配，制成中子俘获添加剂：天然B₂O₃50%、铝10%、Fe₂O₃10%、镉10%以及丰度大于90%的¹⁰B₂O₃20%，各组分均为250~300目粉末；将重量百分比为60%的基料与重量百分比为40%的中子俘获添加剂混合均匀固化后形成中子俘获层板，所用基料与快中子慢化层相同；

制备保护层：

应用时将以上三种材料快中子慢化层、中子俘获层及保护层用紧固件复合在一起使用。其中，快中子慢化层必须面对中子泄露方向，中间为中子俘获层，然后为保护层，所用各层的厚度根据防辐射要求的中子俘获率而定。

Claims

1.一种防中子辐射材料，其特征在于：依次设有快中子慢化层、中子俘获层及保护层，所述快中子慢化层是由重量百分比为50~60%的基料与重量百分比为40~50%的快中子慢化添加剂混配、固化而成的板材，其中的快中子慢化添加剂是由250~300目的石墨粉和氧化铅粉按重量比为3：1混合而成；所述中子俘获层是由重量百分比为50~60%的基料与重量百分比为40~50%的中子俘获添加剂混配、固化而成的板材，其中的中子俘获添加剂的组分和重量百分比是：天然B₂O₃30~50%、铝10%、Fe₂O₃10%、镉10%以及丰度大于90%的¹⁰B₂O₃20~40%，各组分均为250~300目粉末；所述保护层是在保护板上涂敷有由250~300目的铅粉和基料调和而成的涂敷料，铅粉和基料的重量比是2：8。