CN104054135A - 包含铒和镨的混合物作为辐射衰减组合物的用途、辐射衰减材料及提供电离辐射防护并包含此组合物的制品 - Google Patents

包含铒和镨的混合物作为辐射衰减组合物的用途、辐射衰减材料及提供电离辐射防护并包含此组合物的制品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及包含铒和镨的混合物作为辐射衰减组合物,即能够使电离辐射特别是X型和γ型电磁辐射衰减的组合物的用途。本发明还涉及包含铒系和镨系组合物的辐射衰减材料,以及提供群体或个体的电离辐射防护并包含所述材料的防护制品。本发明适用于核医学(闪烁扫描法、放射疗法等)、放射学、医学成像、核工业等。

Description

包含铒和镨的混合物作为辐射衰减组合物的用途、辐射衰减材料及提供电离辐射防护并包含此组合物的制品
技术领域
本发明涉及包含铒和镨的混合物作为辐射衰减组合物即作为具有使电离辐射特别是X型和γ型电磁辐射衰减特性的组合物的用途。
本发明还涉及包含辐射衰减组合物的辐射衰减材料以及提供免受电离辐射的个体或群体防护并包含所述材料的防护制品,所述辐射衰减组合物包含铒和镨。
本发明应用在可寻求电离辐射防护的所有领域中,特别是应用在核医学(闪烁扫描法、放射疗法等)、放射学、医学成像、核工业的领域中。
背景技术
在一定数量的职业中,使用服装和其它制品以防护免受电离辐射是正常的。
这特别是在电离辐射被用于诊断和治疗的目的的医学、放射学或医学成像的领域中的情况。
它也是:在辐射被用于得到聚合物的聚合、接枝、交联或降解的化学作用的塑料工业中的情况;在操作人员暴露于特别是在处理核燃料的粉末期间或来自拆除设备的辐射风险的核工业中的情况;或者,在实施基于电离辐射应用的分析技术的例如所制造部件的检查化验室中的情况。
目前市场上现有的大部分辐射防护制品包括基体,该基体的性质取决于所述制品的目的,并且该基体含有片材形式或细颗粒形式的铅,该铅可处于金属、氧化物或盐的状态。
考虑到铅和铅化合物的毒性,这些防护制品的制造需要沉重且昂贵的设备以防止负责此制造的人员免受任何污染。
此外,在使用后消除来自制造这些制品以及防护制品的废料需要特定的收集和处理通道,否则,它们经相当简单处理而被排放,则必然包含对环境的所有有害后果。
而且,最近有人提出,用能够使电离辐射衰减而无毒或在任何情况下比铅的毒性更低的其它金属代替铅作为辐射衰减剂。
因而,例如PCT国际申请WO2006/069007[1]主张使用由元素钡、钨和铋的盐构成的辐射衰减组合物。
专利申请US2008/0128658[2]描述了包含钆的氧化物Gd2O3、钨以及一种或多种非钆的稀土的氧化物诸如LaO3、CeO2、Nd2O3、Pr6O11、Eu2O3和Sm2O3的组合物的用途。
专利申请FR2948672[3]主张由钨、铋和镧的氧化物构成的组合物的用途。
PCT国际申请WO2005/017556[4]提出使用包含选自锑、铋、碘、钨、锡、钽、铒、钡的至少两种元素、它们的盐、化合物及其合金的组合物,而专利申请DE102006958[5]描述多层辐射防护材料,多层辐射防护材料的某些层包括任选与就其本身而言原子序数为从60至70的第二辐射衰减元素组合的选自锡、锑、碘、铯、钡、镧、铈、镨和钕的辐射衰减元素。
虽然毋庸置疑铒和镨形成了能够用于辐射衰减组合物的上述引用文献[2]、[4]和[5]中引用的化学元素的一部分,但事实上在这些引用文献中没有提及单独或组合使用的这两种元素使电离辐射衰减的真实能力。
然而,在他们的工作范围内,事实上本发明人观察到:包含铒或铒化合物以及镨或镨化合物的混合物具有特别引人关注的辐射衰减特性,而这些特性可以有利地利用以形成能够确保非常有效的电离辐射防护,特别是X型和γ型电磁辐射防护的材料和防护制品。
本发明基于此观察的基础上。
发明内容
本发明的主题首先是一种混合物作为辐射衰减组合物的用途,该混合物包括:
30至70质量%的铒或铒化合物;
20至50质量%的镨或镨化合物;以及
0至50质量%的铋或铋化合物。
本发明的范围内所实施的辐射衰减的原理基础一方面是来自电离辐射的光子之间发生的相互作用,另一方面是至少一种辐射衰减化学元素之间发生的相互作用,至少一种辐射衰减化学元素吸收所述光子的部分能量。
当此电离辐射是由一种或多种放射性原子在其衰变期间所发射的,此电离辐射可以是γ型电磁辐射。
当此电离辐射是由X射线发生器所产生的,此电离辐射也可以是X型电磁辐射,在X射线发生器内施加范围通常为几十到几百千伏(kV)的电势差。
此相互作用的概率和强度密切关联多种参数,诸如辐射衰减化学元素的性质、所述元素的原子核和其电子云的不同壳之间的结合力,或电离辐射的能量。
具体而言,化学元素对辐射衰减的能力可以通过质量衰减系数进行测量,质量衰减系数与此相互作用的概率成正比,此相互作用的概率也被称为“横截面”。
因而,横截面越大,衰减就越大。对于元素周期表中的相同元素,横截面展示出与此元素的不同电子壳的结合能关联的不连续性。
当光子的能量显著大于所述化学元素的电子之一的结合能时,观察到辐射衰减化学元素吸收光子(γ或X)的现象。当所述光子的能量高至足以致从辐射衰减化学元素的更深电子层中排出电子时,此现象显著增加。
因而,如在下文中所解释的,本发明人能够证明铒和铒化合物的最大吸收值存在于光子能量为约60千电子伏(keV)。而且,在相同的能量下,铒和铒化合物的最大吸收值大于所测定的铅的最大吸收值。
如我们在上面所描述的,根据几种效应诸如光电效应、康普顿效应或物质化效应,会发生在来自电离辐射的光子和辐射衰减化学元素之间的相互作用。占优势的效应不仅与经历吸收的化学元素的原子序数密切相关,而且也与所吸收的辐射能量密切相关。
在原子序数为68的铒经受60keV的电离辐射的情况下,主要根据光电效应发生相互作用。这表示电离辐射的每个光子被吸收的同时,从铒原子的电子壳之一排出电子。随后重组所产生的电子空位,并且复原发射一个或多个光子所获得的能量。
因而,对于此元素,这些光子构成能量主要集中在52keV的X型次级辐射的基础。
因而,本发明人已经能够证实:铒和铒化合物特别是铒氧化物事实上在它们经受能量主要集中在60keV的电离辐例如X型或γ型电磁辐射时在辐射衰减领域中特别有效。
能量“主要集中”在60keV是指:比例大于或等于对应于此辐射的能谱的光子分布的80%比例的能量具有等于60keV的能量。
这种类型的辐射可以是来自施加例如范围为80至150keV的电势差的X射线发生器。
特别地,对于80和140kV的电势差,本发明人具体能够证明存在具有约等于60keV能量的光子的高分布。
这种类型的辐射还可以是由核燃料例如MOX(由钚和铀的氧化物的混合物构成)所发射的主辐射,其中,此主辐射对应于其自身由钚-241的β衰变所得到的镅-241所发射的γ光子。
如前面所述,本发明人也考虑了X型次级电磁辐射的存在。
因此,根据本发明,在辐射衰减组合物中,铒或铒化合物与镨或镨化合物组合使用。
事实上,如将在下文中所示的,通过使用铒或铒化合物与镨或镨化合物组合的辐射衰减组合物,本发明人能够证明两个最大吸收值的存在:
由于铒或铒化合物例如铒(III)的倍半氧化物,光子能量的最大吸收值为约60keV;以及
由于镨或镨化合物例如镨(III-IV)的氧化物,光子能量的另一个最大吸收值为约45keV,对应于如前所述的由铒所发射的X型次级辐射的能量。
铒化合物优选是铒氧化物,并且甚至更优选是式Er2O3的铒(III)的倍半氧化物,而镨化合物优选是镨氧化物,并且甚至更优选是选自分别对应式Pr2O3、PrO2和Pr6O11的镨(III)的氧化物、镨(IV)的氧化物和镨(III-IV)的氧化物的氧化物。镨(III-IV)的氧化物是相当特别优选的。
当根据本发明的辐射衰减组合物包括镨和铒的这种氧化物时,它优选包括55至65质量%的铒氧化物和35至45质量%镨氧化物;更好的是,辐射衰减组合物包括(60±2)质量%的铒氧化物和(40±2)质量%的镨氧化物。
而且,本发明人也已经能够表明:由包含铒或铒化合物以及镨或镨化合物的辐射衰减组合物所赋予的防护谱图可以通过使它们与铋或铋化合物一起使用而进一步加宽。
而且,根据本发明特别优选的配置,铒或铒化合物以及镨或镨化合物至少连同以元素形式或化合物形式引入的铋例如式Bi2O3的铋(III)的倍半氧化物以具体取决于由此构成的辐射衰减组合物所接收的电离辐射的能量的比例用于辐射衰减组合物。
因而,如将在下文中所示的,通过组合使用铒或铒化合物、镨或镨化合物以及铋或铋化合物的辐射衰减组合物,本发明人能够证明三个最大吸收值的存在:
由于铒或铒化合物例如铒(III)的倍半氧化物,光子能量的最大吸收值为约60keV;
由于镨或镨化合物例如镨(III-IV)的氧化物,光子能量的最大吸收值为约45keV;
最后,由于铋或铋化合物,光子能量的最大吸收值为约90keV,对于光子能量为约40keV及以下的电离辐射,非常令人满意的辐射衰减特性得以添加。
而且,可以注意到,组合铒或铒化合物、镨或镨化合物以及铋或铋化合物的组合物的用途使得电离辐射的衰减能够具有例如介于0至100keV之间的宽能量范围,所述三种元素的每一种的辐射衰减性能不是离散的,而是连续的。
优选地,以元素形式使用铋。
而且优选地,当铋存在于辐射衰减组合物时,辐射衰减组合物包括30至45质量%的铒氧化物、20至30质量%的镨氧化物和30至45质量%的铋;更好的是,它包括33至42质量%且在特别优选的方式中为(36±2)质量%的铒氧化物、22至28质量%且在特别优选的方式中为(24±2)质量%的镨氧化物,以及30至45质量%且在特别优选的方式中为(40±2)质量%的铋。
在变型中,也能够将锑、钡、锡、钽、钨、铀、它们的化合物之一及它们的混合物与铒或铒化合物和镨或镨化合物组合。
根据本发明,铒或铒化合物、镨或镨化合物以及需要时的铋或铋化合物优选以粉末的形式分散于基体中进行使用。
因而,本发明的主题也是包含基体的辐射衰减材料,其中,辐射衰减组合物分散在基体中,该组合物是粉末形式的,其特征在于,所述组合物包括:
30至70质量%的铒或铒化合物;
20至50质量%的镨或镨化合物;以及
0至50质量%的铋或铋化合物。
如前面所提到的,铒化合物通常是氧化物,特别是式Er2O3的铒(III)的倍半氧化物。
同样地,镨化合物通常是氧化物,该氧化物优选选自分别对应于式Pr2O3、PrO2和Pr6O11的镨(III)的氧化物、镨(IV)的氧化物、镨(III-IV)的氧化物,镨(III-IV)的氧化物是相当特别优选的。
当根据本发明的辐射衰减组合物包括镨和铒的氧化物时,它优选包括55至65质量%铒氧化物和35至45质量%的镨氧化物;更好的是,此组合物包括(60±2)质量%的铒氧化物和(40±2)质量%的镨氧化物。
当根据本发明的辐射衰减组合物包括铒氧化物、镨氧化物和铋时,它优选包括30至45质量%铒氧化物、20至30质量%的镨氧化物和30至45质量%的铋;更好的是,它包括33至42质量%且在特别优选的方式中为(36±2)质量%的铒氧化物、22至28质量%且在特别优选的方式中为(24±2)质量%的镨氧化物,以及30至45质量%且在特别优选的方式中为(40±2)质量%的铋。
根据本发明,作为所述材料所期望的用途,特别是在所述用途的范围内所寻求的辐射衰减水平的函数,在该材料中基体和辐射衰减组合物的各自比例可以在很大程度上变化。
既然如此,通常优选的是,基体占材料质量的10至25质量%,而辐射衰减组合物就自身而言占材料质量的75至90质量%。
对于辐射防护制品特别是个体防护制品诸如防护罩衫的制造,优选的是,基体占材料质量的(15±2)质量%,而辐射衰减组合物占材料质量的(85±2)质量%。
而且,为了得到此组合物在基体中最可能均匀的分布,辐射衰减组合物优选由颗粒构成,在数量上至少90%的颗粒具有小于或等于20μm的平均粒度,更好的是,小于或等于1μm的平均粒度。
对于基体,它也基于辐射衰减材料所期望的用途而选择。
因而,例如对于手套、罩衫、无袖外衣、夹克、裙子、袖套、甲状腺防护器(protector)、性腺防护器、腋窝防护服、眼部防护头带(ocular protectionheadband)、手术领域(operation field)、帘子(curtain)、桌布(sheet)类型的个体防护制品的制造,所期望的机械性能、此制品的柔韧性和舒适性的特征优选被取向为基于热塑性材料或基于弹性体材料的基体,热塑性材料具体是聚氯乙烯,而弹性体材料具体选自天然橡胶、合成的聚异戊二烯、聚丁二烯、聚氯丁烯、氯磺化聚乙烯、聚氨酯弹性体、氟化弹性体(或含氟弹性体)、异戊二烯-异丁烯共聚物(或丁基橡胶)、乙烯-丙烯-二烯的共聚物(或EPDM)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯的顺序共聚物(或SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯的顺序共聚物(或SEBS)以及它们的混合物。
在变型中,对于寝具、面板或防护屏类型的群体防护制品的制造,对材料的耐久性和耐磨性的特征的探索优选引向:硅质类型的基体,特别是玻璃;基于热固性树脂的基体,特别是选自于环氧化合物类型的树脂、乙烯基酯和不饱和的聚酯;或者相反,基于热塑性的材料,特别是选自于聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯例如双酚A聚碳酸酯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(或ABS)以及由ABS与(甲基)丙烯酸类的化合物诸如聚甲基丙烯酸甲酯(或PMMA)的共挤出所得到的制品。
本发明的主题也是包含如前面所定义的辐射衰减材料的提供电离辐射防护的制品。
优选地,防护制品是:个体防护制品,诸如手套、罩衫、无袖外衣、夹克、裙子、袖套、甲状腺防护器、性腺防护器、腋窝防护服、眼部防护头带、手术领域、帘子、桌布;或者群体防护制品,诸如寝具、面板或防护屏。
本发明具有许多优点。
事实上,它能够生产对电离辐射特别是X型和γ型电磁辐射衰减具有显著特性,对位于通常介于0和100keV之间的宽范围内的能量具有显著特性的防护制品,并且这样做,能够由迄今已知的对人类健康和环境不具有任何毒性的金属和金属氧化物来生产。
而且,消除源于它们的制造的废料因而不需要任何特定的收集和处理通道。
最后,以同样的方式,与有毒或放射性材料而施加潜在污染的材料和防护制品相比,在使用后消除这些材料和防护制品并不需要任何特定的通道。
在阅读详细下面描述后,本发明的其它特征和优点将变得更加清楚,这涉及根据本发明的材料制造的实施例以及这些材料的辐射衰减性能的证明。
显然,这些实施例仅以示例本发明主题的方式而给出,并不以任何方式构成所述主题的限制。
附图说明
图1是在元素铅(由表示十字的象形图标记的曲线)和铒(由表示圆形的象形图标记的曲线)的情况下,标记为N的质量衰减系数随标记为E的光子能量变化的对比图。
图2表示来自电离辐射的光子之间的相互作用的成分衰竭(breakdown)随标记为Z的辐射衰减元素的原子序数和标记为E的光子能量的变化,标记为“EP”、“EC”和“EM”的表面部分分别代表光电效应的观测域、康普顿效应的观测域和物质化效应的观测域。
图3(对应地,图4)表示来自施加80kV(对应地,140kV)的电势差的X射线发生器的光子的标记为N的横截面随标记为E的光子能量的变化。
图5是在元素铒(由表示圆形的象形图标记的曲线)和镨(由表示三角形的象形图标记的曲线)的情况下,标记为N的质量衰减系数随标记为E的光子能量变化的对比图。
图6是添加元素铋(由表示正方形的象形图标记的曲线)的情况下再现图5中使用的形式和符号的对比图。
图7以粗线表示来自由镅-241所发射的γ型电离辐射的光子的标记为N的横截面随标记为E的光子能量的变化。位于细线曲线下方的表面部分表示来自根据本发明的包含铒的材料的光子已接收电离辐射的横截面随光子能量的变化。
具体实施方式
实施例1:根据本发明的材料的制造
制作根据本发明的材料的五个样品,分别为E1、E2、E3、E4和E5。
样品E1、E2和E3对应于包含由Er2O3和Pr6O11构成的辐射衰减组合物的材料,而样品E4和E5对应于包含由Er2O3、Pr6O11和元素形式的铋构成的辐射衰减组合物的材料。
通过涂布技术生产边长为约30厘米的正方形形式的这些样品。
而且,这些样品实现了粉末形式的辐射衰减组合物,其中,至少90%的构成所述粉末的颗粒具有小于或等于20μm的平均粒度。
针对这些样品中的每一个的特定特征都汇总在表1中。
表1
实施例2:根据本发明的材料的辐射衰减特性
对上面实施例1中得对的样品进行用于评价这些样品使X型或γ型电离辐射衰减能力的试验,X型电离辐射来自X射线发生器,在X射线发生器内施加特定的电势差,γ型电离辐射例如由参与核燃料的制造中的粉末所发射。
1、在X型电离辐射存在下的辐射衰减性能
由根据本发明的材料使X型电离辐射衰减的性能是通过采用名称为“免受诊断性医用X辐射的防护装置-第1部分:材料的衰减性能测定”的NF EN61331-1标准而进行评价。
根据标记为etheo(X)的理论铅当量厚度和标记为eexp(X)的测量铅当量厚度表示以不同电势差所得的结果。
对于电势差和辐射衰减组合物内的Er2O3/Pr6O11/Bi的具体重量比,标记为FX的增益因子也被定义为eexp(X)比etheo(X)的比率。
当比率FX等于1时,就辐射衰减而言,该材料的效率与仅由铅构成的基重相同材料的效率相等。
所得到的样品E1、E2、E4和E5的结果示于下面的表2中。
表2
用根据本发明的材料获得了介于1.14和1.63之间的增益系数,这意味着所述材料相比含有仅由铅构成的辐射衰减剂的材料具有增强的辐射衰减性能。
2、在 γ型电离辐射存在下的辐射衰减性能
通过以一定距离放置在一方面发射59keV能量的γ型电离辐射的由镅-241构成的放射源和另一方面锗γ检测器组装在其上的分光仪之间的的实施所述材料的装置来评价根据本发明的材料使γ型电离辐射衰减的性能。
所采用的方法包括:通过测量由检测器所记录的光电吸收峰的表面来确定来自镅-241的γ型辐射的衰减。通过同样的方法来比较此表面和用已知厚度的铅屏所得到的表面。
如在前面的第一段中,由所测试的材料的基重和金属形式的铅的密度来定义并计算标记为etheo(γ)的理论铅当量厚度。换言之,此厚度对应于与所测试的材料的重量相同但仅由铅构成的材料的厚度。
再次定义标记为eexp(γ)的测量铅当量厚度。
还定义对应于比率eexp(γ)/etheo(γ)的增益系数Fγ
所得到的样品E2和E3的结果示于下面的表3中。
表3
用根据本发明的材料获得了大于2的增益系数,因而根据本发明的材料相比含有仅由铅构成的辐射衰减剂的材料具有增强的辐射衰减特性。
标记为N的横截面随标记为E的光子能量变化的图示于图7。
代表来自由镅-241所发射的γ型电离辐射的光子的横截面随光子能量变化的粗线曲线具有对应于具有主要集中在59.6keV的能量的光子的高分布的最大值。
通过比较位于细曲线下方的表面,观察到主要集中在59.6keV的能量辐射的强衰减。
而且,也能够观察到次级X型辐射的发射,次级X型辐射的发射在图7中具体为标记“RS”的“RS”的两条射线的形式,且两条射线的能量分别主要集中在49和55keV。
如先前所表露的,根据本发明的此类材料可以被用于来自MOX燃料的辐射衰减的目的。
在这方面,作为补充,此燃料的同位素组分可以根据其变异性而被添加,此燃料的同位素组分被放置在距测量点较近的距离处,通常为50厘米,此γ型电离辐射占来自此燃料的同位素组分的所有γ辐射和X辐射的75至85%的比例。
在免受电离辐射的防护制品的制造中,这种高比例使得所有如上所述的辐射衰减组合物的实施更加合理。
引用的参考文献
[1]PCT国际申请WO2006/069007
[2]专利申请US2008/0128658
[3]专利申请FR2948672
[4]PCT国际申请WO2005/017556
[5]专利申请DE102006958

Claims (23)

1.一种混合物作为辐射衰减组合物的用途,所述混合物包括:
30至70质量%的铒或铒化合物;
20至50质量%的镨或镨化合物;以及
0至50质量%的铋或铋化合物。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述铒化合物是铒氧化物。
3.根据权利要求2所述的用途,其特征在于,所述铒氧化物是式Er2O3的铒(III)的倍半氧化物。
4.根据前述权利要求中任意一项所述的用途,其特征在于,所述镨化合物是镨氧化物。
5.根据权利要求4所述的用途,其特征在于,所述镨氧化物是式Pr6O11的镨(III-IV)的氧化物。
6.根据权利要求2至5中任意一项所述的用途,其特征在于,所述辐射衰减组合物包括:55至65质量%的铒氧化物和35至45质量%的镨氧化物。
7.根据权利要求6所述的用途,其特征在于,所述辐射衰减组合物包括:(60±2)质量%的铒氧化物和(40±2)质量%的镨氧化物。
8.根据权利要求2至5中任意一项所述的用途,其特征在于,所述辐射衰减组合物包括:30至45质量%铒氧化物、20至30质量%的镨氧化物,以及30至45质量%的铋。
9.根据权利要求8所述的用途,其特征在于,所述辐射衰减组合物包括:33至42质量%的铒氧化物、22至28质量%的镨氧化物,以及30至45质量%的铋。
10.一种辐射衰减材料,所述辐射衰减材料包括基体,辐射衰减组合物分散在所述基体中,所述组合物为粉末形式,其特征在于,所述组合物包括:
30至70质量%的铒或铒化合物;
20至50质量%的镨或镨化合物;以及
0至50质量%的铋或铋化合物。
11.根据权利要求10所述的辐射衰减材料,其特征在于,所述铒化合物是铒氧化物。
12.根据权利要求11所述的辐射衰减材料,其特征在于,所述铒氧化物是式Er2O3的铒(III)的倍半氧化物。
13.根据权利要求10至12中任意一项所述的用途,其特征在于,所述镨化合物是镨氧化物。
14.根据权利要求13所述的用途,其特征在于,所述镨氧化物是式Pr6O11的镨(III-IV)的氧化物。
15.根据权利要求10至14中任意一项所述的辐射衰减材料,其特征在于,所述辐射衰减组合物包括:55至65质量%的铒氧化物和35至45质量%的镨氧化物。
16.根据权利要求15所述的辐射衰减材料,其特征在于,所述辐射衰减组合物包括:(60±2)质量%的铒氧化物和(40±2)质量%的镨氧化物。
17.根据权利要求10至14中任意一项所述的辐射衰减材料,其特征在于,所述辐射衰减组合物包括:30至45质量%的铒氧化物、20至30质量%的镨氧化物,以及30至45质量%的铋。
18.根据权利要求17所述的辐射衰减材料,其特征在于,所述辐射衰减组合物包括:33至42质量%的铒氧化物、22至28质量%的镨氧化物,以及30至45质量%的铋。
19.根据权利要求10至18中任意一项所述的辐射衰减材料,其特征在于,所述基体占所述材料的质量的10至25质量%,而所述辐射衰减组合物占所述材料的质量的75至90质量%。
20.根据权利要求10至19中任意一项所述的辐射衰减材料,其特征在于,所述基体占所述材料的质量的(15±2)质量%,而所述辐射衰减组合物占所述材料的质量的(85±2)质量%。
21.根据权利要求10至20中任意一项所述的辐射衰减材料,其特征在于,所述辐射衰减材料由颗粒构成,其中,数量上至少90%的颗粒具有小于或等于20μm的平均粒度。
22.一种提供电离辐射防护,特别是X型和γ型电磁辐射防护的制品,包括根据权利要求10至21中任意一项所述的辐射衰减材料。
23.根据权利要求22所述的提供防护的制品,其特征在于,所述制品为手套、罩衫、无袖外衣、夹克、裙子、袖套、甲状腺防护器、性腺防护器、腋窝防护服、眼部防护头带、手术领域、帘子、桌布、寝具、面板或防护屏。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109338741A (zh) * 2018-10-16 2019-02-15 济南平安环保设备有限公司 无铅x射线防护板及其制备方法
CN111128317A (zh) * 2019-11-20 2020-05-08 中国辐射防护研究院 一种电离辐射组织等效材料配方设计方法及系统
CN111685405A (zh) * 2020-04-30 2020-09-22 中国辐射防护研究院 一种防电离辐射和电磁辐射的防护服

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3024379B1 (fr) 2014-07-30 2020-08-14 Areva Nc Dispositif de separation cyclonique comprenant deux cyclones relies par une unite de canalisation optimisee

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1706005A (zh) * 2003-09-03 2005-12-07 马威格股份有限公司 包括至少两个具有不同屏蔽特性层的无铅辐射防护材料
CN1748263A (zh) * 2002-12-17 2006-03-15 兰爱克谢斯德国有限责任公司 用作辐射防护添加剂的无铅混合物
CN101137285A (zh) * 2007-10-12 2008-03-05 魏宗源 用于医用x射线防护的复合屏蔽材料
CN101479809A (zh) * 2006-06-23 2009-07-08 马威格股份有限公司 层合无铅x-射线防护材料

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2156509C2 (ru) * 1997-02-11 2000-09-20 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Слоистый рентгенозащитный материал
WO1998042793A1 (en) * 1997-03-24 1998-10-01 Science Applications International Corporation Radiation shielding materials and containers incorporating same
US7476889B2 (en) 1998-12-07 2009-01-13 Meridian Research And Development Radiation detectable and protective articles
ATE333701T1 (de) * 2002-12-17 2006-08-15 Lanxess Deutschland Gmbh Bleifreie mischung als strahlenschutz-additiv
US8022116B2 (en) * 2003-07-18 2011-09-20 Advanced Shielding Components, Llc Lightweight rigid structural compositions with integral radiation shielding including lead-free structural compositions
WO2005023115A1 (de) * 2003-09-03 2005-03-17 Mavig Gmbh Strahlenschutzmaterial auf silikonbasis
JP2007085865A (ja) * 2005-09-21 2007-04-05 Toshiba Corp 放射線遮蔽シートおよびそれを用いたx線装置
FR2948672B1 (fr) 2009-07-31 2011-09-23 Areva Nc Materiau elastomere radio-attenuateur, gant multicouche de protection contre les rayonnements ionisants et leurs utilisations
JP2013516612A (ja) * 2009-12-30 2013-05-13 バー−レイ・プロダクツ・インコーポレーテッド 低放射線蓄積量により散乱放射線防護を与える多層軽量衣服材料
RU2491667C1 (ru) * 2011-12-29 2013-08-27 Общество с ограниченной ответственностью "АполлО" Композиционный материал для защиты от радиоактивного излучения

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1748263A (zh) * 2002-12-17 2006-03-15 兰爱克谢斯德国有限责任公司 用作辐射防护添加剂的无铅混合物
CN1706005A (zh) * 2003-09-03 2005-12-07 马威格股份有限公司 包括至少两个具有不同屏蔽特性层的无铅辐射防护材料
CN101479809A (zh) * 2006-06-23 2009-07-08 马威格股份有限公司 层合无铅x-射线防护材料
US20090272921A1 (en) * 2006-06-23 2009-11-05 Mavig Gmbh Laminated lead-free x-ray protection material
CN101137285A (zh) * 2007-10-12 2008-03-05 魏宗源 用于医用x射线防护的复合屏蔽材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
黄锐等: "《稀土在高分子工业中的应用》", 31 July 2009, 中国轻工业出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109338741A (zh) * 2018-10-16 2019-02-15 济南平安环保设备有限公司 无铅x射线防护板及其制备方法
CN109338741B (zh) * 2018-10-16 2021-03-16 济南平安环保设备有限公司 无铅x射线防护板及其制备方法
CN111128317A (zh) * 2019-11-20 2020-05-08 中国辐射防护研究院 一种电离辐射组织等效材料配方设计方法及系统
CN111685405A (zh) * 2020-04-30 2020-09-22 中国辐射防护研究院 一种防电离辐射和电磁辐射的防护服

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