CN109637685A - 一种具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料 - Google Patents

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吴荣俊
余明
聂凌霄
李晓玲
左亮周
郭智荣
刘单
徐晓辉
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Abstract

本发明涉及核辐射防护技术领域，提供一种具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，该材料由屏蔽主体丁苯铅橡胶和蒙皮氯丁橡胶粘合而成。本发明柔性屏蔽材料具有良好的复合屏蔽性能，重量轻，密度远小于纯铅，极好的韧性和结构适应性，可广泛应用于核电现场管道和阀门等难以施工的复杂区域。

Description

一种具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料
技术领域
本发明涉及核辐射防护技术领域，具体涉及一种具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，用于核电站或其它核设施的辐射屏蔽。
背景技术
纯铅，密度11.4g/cm3，由于对伽马有很好的衰减，且具有耐酸腐蚀、易加工和价格便宜等优点，是最早应用于辐射防护、至今也一直使用的屏蔽材料。
然而纯铅只能屏蔽单一的伽马辐射场，不能适用于伽马和中子的复合屏蔽场；纯铅由于质软、不耐高温和体积笨重等原因，限制了其在工程应用中的范围，在核电现场结构特别复杂的区域不能适用；同时纯铅在难施工区域作业时较为困难，施工要求很高。因此，需要制备出一种轻质的柔性复合屏蔽材料来适应复杂的复合屏蔽现场。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，具有良好的复合屏蔽性能、施工简单、空间结构适应性强，可在核电现场管道和阀门等难施工区域使用。
本发明的目的是通过如下技术措施来实现的。
一种具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，该材料由屏蔽主体丁苯铅橡胶和蒙皮氯丁橡胶粘合而成。
在上述技术方案中，丁苯铅橡胶由YW-2丁苯胶料、铅和除味剂组成，根据实际需要成分含量可调，用混炼、硫化工艺将铅粉均匀弥散分布在橡胶基体中。
在上述技术方案中，氯丁橡胶由1211氯丁胶料、交联剂、防老剂和着色剂组成，根据实际需要成分含量可调，通过密炼工艺以加工助剂来改善胶料的理化性能。
所述的柔性屏蔽材料中丁苯铅橡胶用于屏蔽伽马和中子复合屏蔽场，氯丁橡胶具有着色防腐、防止碰伤和包裹含铅材料的作用。
本发明柔性屏蔽材料具有良好的复合屏蔽性能，重量轻，密度远小于纯铅，极好的韧性和结构适应性，可广泛应用于核电现场管道和阀门等难以施工的复杂区域。
说明书附图
图1为本发明柔性屏蔽材料结合钢衬在核电管道中的应用示意图一（截面图 ）。
图2为本发明柔性屏蔽材料结合钢衬在核电管道中的应用示意图二（装配图 ）。
其中：1氯丁橡胶，2丁苯铅橡胶，3钢衬，4管道。
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。
图1、图2为柔性屏蔽材料在核电管道中的应用实例。
本实施例中黑色丁苯铅橡胶和黄色氯丁橡胶先分开单独制备，所述丁苯铅橡胶密度为4.31g/cm3，按各组分质量比为YW-2丁苯胶料20份，铅79.8份，除味剂0.2份，用混炼、硫化工艺将铅粉均匀弥散分布在橡胶基体中；所述氯丁橡胶密度为1.40g/cm3，按各组分质量比为1211氯丁胶料83份，交联剂7份，防老剂2份，着色剂8份，通过密炼工艺用加工助剂来改善胶料的理化性能。丁苯铅橡胶制备过程如下：首先将20份YW-2丁苯胶料预热至包辊，再均匀加入0.2份除味剂，接着分多次均匀加入79.8份铅粉后，薄通多遍，最后调整好合适的辊距后出片料，再裁成850mm×650mm的胶片。氯丁橡胶制备过程如下：首先对83份1211氯丁胶料进行塑炼，再分别均匀加入2份防老剂、3份氧化镁，接着分多次均匀加入8份联苯胺黄G，再接着均匀加入4份氧化锌后，薄通多遍，最后调整好合适的辊距后出片料，再裁成850mm×650mm的胶片。
在本实例中，实验结果显示仅4cm厚度的丁苯铅橡胶对典型伽马（137Cs）的伽马剂量率降低70%以上，对快中子（中子源：Am-Be）的屏蔽系数为1.629。MCNP软件模拟结果显示4cm厚度的丁苯铅橡胶对典型伽马（137Cs）的伽马剂量率降低78.5%，对快中子（中子源：Am-Be）的屏蔽系数为1.85。
表1为4cm厚度的试验样品对伽马射线的屏蔽测试。表2为4cm厚度的试验样品对快中子的屏蔽系数。表3为应用MCNP软件对4cm厚度样品进行伽马射线和快中子屏蔽模拟的结果。
表1 （γ源：137Cs）
表2 （中子源：Am-Be）
附：快中子屏蔽性能测试（中子源：Am-Be）
第1步，测量准直口外没有复合生物屏蔽材料时中子探测器的计数；
第2步，测量准直口外没有复合生物屏蔽材料增加影锥时中子探测器的计数；
第3步，测量准直口外加复合生物屏蔽材料时的中子探测器的计数；
第4步，测量准直口外加复合生物屏蔽材料增加影锥时中子探测器的计数。
通过以下公式计算相关材料的屏蔽系数kf
。
表3 MCNP模拟结果 （γ源：137Cs；中子源：Am-Be）
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。
以上所述的具体实施实例，仅为本发明的较佳实施方式之一。除此之外，本发明还可以有其他实现方式。需要说明的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，其特征在于：该材料由屏蔽主体丁苯铅橡胶和蒙皮氯丁橡胶粘合而成。
2.根据权利要求1所述的具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，其特征在于：丁苯铅橡胶由YW-2丁苯胶料、铅和除味剂组成，根据实际需要成分含量可调，用混炼、硫化工艺将铅粉均匀弥散分布在橡胶基体中。
3.根据权利要求1所述的具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，其特征在于：氯丁橡胶由1211氯丁胶料、交联剂、防老剂和着色剂组成，根据实际需要成分含量可调。
4.根据权利要求1所述的具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，其特征在于：所述丁苯铅橡胶密度为4.31g/cm3，按各组分质量比为YW-2丁苯胶料20份，铅79.8份，除味剂0.2份，用混炼、硫化工艺将铅粉均匀弥散分布在橡胶基体中。
5.根据权利要求4所述的具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，其特征在于：丁苯铅橡胶制备过程如下：首先将20份YW-2丁苯胶料预热至包辊，再均匀加入0.2份除味剂，接着分多次均匀加入79.8份铅粉后，薄通多遍，最后调整好合适的辊距后出片料，再裁成850mm×650mm的胶片。
6.根据权利要求1所述的具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，其特征在于：所述氯丁橡胶密度为1.40g/cm3，按各组分质量比为1211氯丁胶料83份，交联剂7份，防老剂2份，着色剂8份，通过密炼工艺用加工助剂来改善胶料的理化性能。
7.根据权利要求6所述的具有复合屏蔽效果的柔性屏蔽材料，其特征在于：氯丁橡胶制备过程如下：首先对83份1211氯丁胶料进行塑炼，再分别均匀加入2份防老剂、3份氧化镁，接着分多次均匀加入8份联苯胺黄G，再接着均匀加入4份氧化锌后，薄通多遍，最后调整好合适的辊距后出片料，再裁成850mm×650mm的胶片。
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