CN103183861A - 一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料 - Google Patents

一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料 Download PDF

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李晓玲
吴荣俊
许浒
陈艳
聂凌霄
刘凯
左亮周
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Abstract

本发明涉及核辐射防护技术领域，具体的说是一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料，用于中子、γ射线混合场的辐射屏蔽。该材料由下列组分按质量分数组成：基体材料40~60份，热中子吸收剂2~5份，铅粉40~50份，加工助剂5~10份。该材料重量轻、力学性能佳、抗辐照性强、屏蔽性能好，能在中子、γ射线辐射场中使用。

Description

一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料
技术领域
本发明涉及核辐射防护技术领域，具体的说是一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料，用于中子、γ射线混合场的辐射屏蔽。
背景技术
随着核电、核动力船舶、辐照加工、无损检测、放射治疗等产业的快速发展，高能辐射射线已广泛应用于工业、医疗、科研、军事等多个领域，由此带来的辐射安全与防护问题越来越重要。
常用的γ射线屏蔽材料有铅、铁、钨、铀、混凝土等高密度的材料；常用的中子屏蔽材料有水、石墨、聚乙烯、混凝土等低原子序数或含氢量高的材料。传统的、单一的屏蔽材料重量大、体积大、功能局限，已经不能满足现代防护的使用要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料，其重量轻、力学性能佳、抗辐照性强、屏蔽性能好，能在中子、γ射线辐射场中使用。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的。
一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料，由下列组分按质量分数组成：基体材料40~60份，热中子吸收剂2~5份，铅粉40~50份，加工助剂5~10份。
在上述技术方案中，所述基体材料为聚乙烯。
在上述技术方案中，所述热中子吸收剂为碳化硼、硼砂或硼粉。
在上述技术方案中，所述加工助剂为偶联剂、抗老剂和热塑性弹性体并用。
本发明的优点在于：重量轻、体积小、屏蔽性能好，对热中子的屏蔽系数为6.48（2cm厚），对252Cf的快中子屏蔽效果优于等厚铅-聚乙烯组合材料（2cm厚），对60Co的γ射线屏蔽系数为4.71（4cm厚），具有高效的中子、γ射线屏蔽效果，可以广泛应用于同位素放射源、核电站、核反应堆、加速器屏蔽防护设施的建设方面，具有广阔的经济效益和良好的社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料由下列组分构成：
聚乙烯：                 60份
碳化硼：                 5份
铅粉：                   30份
加工助剂：               5份
各组分用量单位以重量百分比计。聚乙烯使用市场上销售的高密度聚乙烯，与偶联剂混合进行活化处理，提高材料之间的相容性等。熔融混合后依次加入碳化硼、铅粉及其它加工助剂，混合均匀、放料、模压成型，加工成适合尺寸的产品。
实施例2
本实施例的一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料由下列组分构成：
聚乙烯：                 40份
碳化硼：                 5份
铅粉：                   50份
加工助剂：               5份
各组分用量单位以重量百分比计。聚乙烯使用市场上销售的高密度聚乙烯，与偶联剂混合进行活化处理，熔融混合后依次加入碳化硼、铅粉及其它加工助剂，混合均匀、放料、模压成型，加工成适合尺寸的产品。
实施例3
本实施例的一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料由下列组分构成：
聚乙烯：                 50份
硼砂：                   3份
铅粉：                   37份
加工助剂：               10份
各组分用量单位以重量百分比计。聚乙烯使用市场上销售的高密度聚乙烯，与偶联剂混合进行活化处理，熔融混合后依次加入硼砂、铅粉及其它加工助剂，混合均匀、放料、模压成型，加工成适合尺寸的产品。
实施例4
本实施例的一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料由下列组分构成：
聚乙烯：                 50份
硼粉：                   2份
铅粉：                   40份
加工助剂：               8份
各组分用量单位以重量百分比计。聚乙烯使用市场上销售的高密度聚乙烯，与偶联剂混合进行活化处理，熔融混合后依次加入硼粉、铅粉及其它加工助剂，混合均匀、放料、模压成型，加工成适合尺寸的产品。
依据实施例2制作的一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料，密度为6.5~7.5g/cm3，其屏蔽性能指标具体如下表：
表1  一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料指标对比表
Figure 22316DEST_PATH_IMAGE001
本说明书中未做详细描述的内容，属于被专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料，其特征在于所述的屏蔽材料由下列组分按质量份数组成：基体材料40~60份，热中子吸收剂2~5份，铅粉30~50份，加工助剂5~10份。
2.根据权利要求1所述的具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料，其特征在于：所述基体材料为聚乙烯。
3.根据权利要求1所述的具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合蔽材料，其特征在于：所述热中子吸收剂为碳化硼、硼砂或硼粉。
4.根据权利要求1所述的具有中子和伽玛综合屏蔽效果的复合屏蔽材料，其特征在于：所述加工助剂为偶联剂、抗老剂和热塑性弹性体并用。
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