CN1089055A - 中子和γ射线辐射屏蔽材料 - Google Patents

Abstract

中子和γ射线辐射屏蔽材料，由聚乙烯或聚丙烯 系列聚合物中的任意一种或多种，及快中子慢化剂为 石墨或含镝元素原子的化合物中的至少一种，慢中子 吸收剂为含硼、锂或钆元素原子的化合物中的至少一 种，γ射线辐射屏蔽物质为含铅、铋和钡等重金属元 素原子的单质或化合物中的至少一种，及钛酸酯或硅 烷类偶联剂组成。其中快中子慢化剂为1—40％，慢 中子吸收剂为1—9％，γ射线辐射屏蔽物质为5— 40％，偶联剂为0.5—3％，余量为模塑物质。

Description

本发明涉及一种可模塑成型的中子和γ射线辐射屏蔽材料。

随着核辐射的广泛应用，所使用的放射源种类越来越多，型式渐趋多样化，源强度也越来越大。特别是像石油勘测中所使用的放射性探测头一类在使用过程中源的位置需要经常移动的放射源，在取放时人体贴近放射源很容易对身体造成伤害，同时也使作业人员产生一种紧张心理容易发生事故。为了防止人体受到伤害，保证作业的安全，使用由辐射屏蔽材料制成的屏蔽防护工具取放和移动放射源是必要的。但是，现有的中子和γ射线辐射屏蔽材料的屏蔽性能单一，制成的防护用具不能将中子和γ射线辐射同时屏蔽，特别是现有的中子辐射屏蔽材料的快中子屏蔽性能较差，故制成的用具重量大、笨重，不利于使用。

本发明的目的是提供一种同时具有中子辐射和γ射线辐射屏蔽性能的，可模塑成型制成各种取放放射源用具的，屏蔽性能优良，制成的用具重量轻，便于操作使用的中子和γ射线辐射屏蔽材料。

中子和γ射线辐射屏蔽材料模塑物采用氢原子密度高的耐辐射的高密度聚乙烯和聚丙烯系列聚合物中任意一种或多种。

慢中子吸收剂采用碳化硼、氮化硼、硼酸、氧化硼、氟化锂、溴化锂、碳酸锂或氧化钆、碳酸钆和硫酸钆中一种或多种，γ射线屏蔽采用铅、氧化铅、辛酸铅、醋酸铅、氧化铋、五氧化二铋、氯化铋和硫酸钡中的一种或多种。

为利于屏蔽物质在模塑物中的分散与混合，所使用的偶联剂为钛酸酯类或硅烷类偶联剂中的一种或多种化合物。

为了使中子和γ射线辐射屏蔽材料具有优良的屏蔽性能，屏蔽材料中添加有快中子慢化剂，使用的快中子慢化剂为石墨或碳酸镝、氧化镝、氯化镝和硝酸镝中的一种或多种。

中子和γ射线辐射屏蔽材料的成分组成是：快中子慢化剂为1-40%（混合物重）慢中子吸收剂为1-9%（混合物重）、γ射线屏蔽剂为5-40%（混合物重），偶联剂为0.5-3%（混合物重），余量为模塑物。

为了保证屏蔽材料具有优良的稳定的辐射屏蔽性能及优良的物理机械性能及材料品质，中子和γ射线辐射屏蔽材料较理想的组成是：快中子慢化剂为2-20%（混合物重量），慢中子吸收剂为2-8%（混合物重量），γ射线屏蔽剂为10-20%（混合物重），偶联剂为1-2.5%（混合物重），余量为模塑物。

利用本发明提供的中子和γ射线辐射屏蔽材料制作用具时，按各物料比例称取物料后将其混合均匀，然后在双螺杆混炼机中熔融混炼一次至两次制成混合均匀的成型用材料，利用成型用材料即可模塑成型制成所需用具。

中子和γ射线辐射屏蔽材料对放射源放出的快中子进行慢化并与放射源放出的慢中子一同被材料中的慢中子吸收剂吸收，从而提高了中子辐射屏蔽保护性能，使用中子和射线辐射屏蔽用具移动放射源时可同时将放射源放出的中子和γ射线辐射屏蔽，可减少用具的厚度，降低用具的重量，便于操作使用。

实施例1：

聚丙烯（MI30-40）71份（重量），碳酸镝、氧化镝、氯化镝或硝酸镝中任意一种或多种10份（重量），碳化硼8份（重量），硫酸钡10份（重量），钛酸酯偶联剂1份（重量），上述物料混合均匀后经双螺杆混炼机混炼一至二次后切粒，经测试切粒中各种物料混合物均匀分布，聚丙烯呈连续相，将其制成模塑成型的取放放射源用具后，在取放石油放射性测井探头时测定，对13居里镅一铍中子源中子的辐射屏蔽率为58-63%，γ射线屏蔽率31-33%，测试仪器为英国产MK-7型中子剂量当量率仪和PDRl型γ射线剂量当量率仪，测试时源杆轴线与源活化中心到探测器中心连线夹角为30°，探测器中心距源活化中心1米。

实施例2：

聚乙烯（MI为26）75份（重量），石墨2份（重量），碳酸硼，氮化硼、氧化硼、硼酸、溴化锂、碳酸锂、氧化钆、硫酸钆或碳酸钆中的任意一种或多种2份（重量），铅粉20份（重量），钛酸酯偶联剂1份（重量），按实施例1的条件与方法制成取放放射源用具，采用实施例1的放射源及测试仪器及条件进行测量，中子辐射屏蔽率为45-60%，γ射线屏蔽率为40-52%。

实施例3：

聚乙烯（MI1.9）59份（重量）、氧化镝20份（重量）、溴化锂5份（重量）、铅粉、氧化铅、辛酸铅、醋酸铅、氧化铋、五氧化二铋，氯化铋和硫酸钡等中的一种或多种15份（重量），硅烷偶联剂1份（重量），按实施例1的条件与方法制成取放源用具，采用实施例1的放射源测试仪器及条件进行测量，中子辐射屏蔽率为59-61%，γ射线屏蔽率为35-48%。

Claims (2)

1、一种中子和γ射线辐射屏蔽材料包括有模塑物质，屏蔽物质联偶合剂，其特征是有快中子慢化剂，所说模塑物质为氢原子密度高的耐辐射的高密度聚乙烯或聚丙烯系列聚合物中的任意一种或多种，所说屏蔽物质为慢中子吸收剂和γ射线辐射屏蔽物质，所说慢中子吸收剂为碳化硼、氮化硼、硼酸、氧化硼、氟化锂、溴化锂、碳酸锂或氧化钆、碳酸钆、硫酸钆中任意一种或多种，所说γ射线辐射屏蔽物质为铅、氧化铅、辛酸铅、醋酸铅、氧化铋、五氧化二铋、氯化铋和硫酸钡中的任意一种或多种，偶联剂为钛酸酯类偶联剂或硅烷类偶联剂中的一种或多种化合物，快中子慢化剂为石墨、氧化镝、氯化镝和硫酸镝或碳酸镝中任意一种或多种，所说的快中子慢化剂为1-40%(混合物重)，慢中子吸收剂为1-9%(混合物重)，γ射线辐射屏蔽物质为5-40%(混合物重)，偶联剂为0.5-3%(混合物重)，余量为模塑物质。

2、按权利要求1所述的中子和γ射线辐射屏蔽材料，其特征是所说的快中子慢化剂为2-20%（混合物重），慢中子吸收剂为2-8%（混合物重），γ射线辐射屏蔽物质为10-20%（混合物重），偶联剂为1-2.5%（混合物重），余量为模塑物质。