CN110400647B - 用于屏蔽放射性射线的屏蔽体 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个方面提供了一种用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其中，屏蔽体包括基本主体和屏蔽主体，基本主体用于支撑屏蔽主体，屏蔽主体包括多个能够被拆卸地屏蔽块，至少一个屏蔽块能够与相邻的屏蔽块相互搭接或堆叠以形成屏蔽主体，至少一个屏蔽块具有六边形的横截面。屏蔽块可拆卸且采用六边形的横截面方便搭接或堆叠，减小人力、物力、运输成本和运输时间；能够确保搭接或堆叠的稳固，边界的屏蔽块不会跌落；基本主体稳定，屏蔽主体不容易侧倾翻倒；能够实现模块化组合，易于生产，灵活多变防护。
Description
技术领域
本发明涉及一种屏蔽体，尤其涉及一种用于屏蔽放射性射线的屏蔽体。
背景技术
目前，在建造射线屏蔽墙的时候，首先，通过建筑结构设计，确定屏蔽墙的机构；其次，通过辐射防护设计，确定在设计要求的源项条件下选用的屏蔽材料及厚度要求；最后，施工单位按照设计图纸完成屏蔽墙的建造工作。如果屏蔽材料是水泥，一般采用现场浇注或预制水泥板瓶装的办法。如果屏蔽材料是铅或钢，一般需要在工厂加工成大型结构件后进行现场拼装。
上述方法在实际操作中，存在以下三个问题：
1、考虑到成本因素，屏蔽墙在辐射防护设计中涉及余量有限。一旦源项条件发生变化，屏蔽材料的厚度无法满足辐射防护的需要，屏蔽墙的改建工作非常麻烦。另外，大型结构件的安装成本也非常的昂贵；
2、由于施工条件的限制，一些屏蔽墙的施工现场无法动用大型吊装设备，大型结构件的安装十分困难；
3、大型结构件的拼装也会导致屏蔽块与屏蔽块之间的相邻面必然存在一条缝隙，此处的有效屏蔽厚度为零，也就是存在放射性射线屏蔽贯穿的问题。
以上提到的源项条件是辐射防护设计中专用的名词，指被屏蔽的放射性射线装置或放射源影响到辐射防护设计的一些指标，如：
1、对于射线装置，这些指标包括射线类型、能量、射线装置输出量、屏蔽体泄漏率、出束口几何形状等；
2、对于放射源，这些指标包括射线类型、能量、放射源活度、屏蔽体泄漏率、出束口几何尺寸等。
发明内容
为了解决现有技术存在的缺陷，本发明的一个方面提供了一种用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其中，屏蔽体包括基本主体和屏蔽主体，基本主体用于支撑屏蔽主体，屏蔽主体包括多个能够被拆卸地屏蔽块，至少一个屏蔽块能够与相邻的屏蔽块相互搭接或堆叠以形成屏蔽主体，至少一个屏蔽块具有六边形的横截面，所述至少一个屏蔽块设置为八面体并具有正六边形的横截面,第一层的屏蔽块堆叠于基本主体，第二层的屏蔽块堆叠于第一层的屏蔽块，所述第一层的屏蔽块的总体尺寸小于第二层的屏蔽块的总体尺寸。屏蔽块可拆卸且采用六边形的横截面方便搭接或堆叠，减小人力、物力、运输成本和运输时间；能够确保搭接或堆叠的稳固，边界的屏蔽块不会跌落；基本主体稳定，屏蔽主体不容易侧倾翻倒；能够实现模块化组合，易于生产，灵活多变防护。
为了进一步提高可拆卸屏蔽块之间连接的可靠性，优选地，至少一个屏蔽块设置有形锁合元件以与相邻的屏蔽块进行形锁合连接。
作为一种优选地，屏蔽主体包括第一屏蔽块、第二屏蔽块、第三屏蔽块、第四屏蔽块和第五屏蔽块，所述第一屏蔽块有两个相邻面设置有形锁合元件，所述第二屏蔽块有三个相邻面设置有形锁合元件，所述第三屏蔽块有四个相邻面设置有形锁合元件，所述第四屏蔽块有五个相邻面设置有形锁合元件，所述第五屏蔽块有六个相邻面设置有形锁合元件。
其中，相邻面设置有形锁合凸起或形锁合凹槽中的至少一种。
在设置基本主体时，要求基本主体包括能与屏蔽块堆叠的外表面。
基本主体限定有第一长度，所述屏蔽主体限定有第二长度，所述第一长度小于第二长度。这样设置的好处在于小面积的基本主体就可以达到整个屏蔽体的稳定。
为了解决屏蔽块之间可能存在的缝隙，屏蔽主体包括缝隙填补结构或缝隙遮挡结构，缝隙填补结构设置为形锁合填补结构以填补屏蔽块之间的缝隙；缝隙遮挡结构设置为屏蔽块交错结构，屏蔽主体包括第一屏蔽主体和第二屏蔽主体，第一屏蔽主体定义有第一屏蔽块连接缝隙，第二屏蔽主体定义有第二屏蔽块连接缝隙，第一屏蔽主体遮挡第二屏蔽块连接缝隙，第二屏蔽主体遮挡第一屏蔽块连接缝隙。
为了有效的屏蔽尽可能多的放射性射线，屏蔽块的材料包括屏蔽中子的材料或屏蔽光子的材料中的至少一种，优选地，屏蔽块的材料包括碳化硼、铅和重晶石(主要成分为硫酸钡)。
为了达到屏蔽主体的进一步稳固，提供一种屏蔽主体包括便于加固件穿过的中空的屏蔽块以加强屏蔽主体的强度。
所谓“六边形的横截面”是指大体上呈六边形的横截面，并不是指一定为严格意义上的六边形的几何形状。如在一种情形下，在横截面的局部设置有一些没有明显功能的突出于原六边形的凸起或凹陷于原六边形的凹槽，这些凸起或凹槽并未影响横截面大体上呈现六边形，在此可以忽略不计，当然，本领域技术人员熟知的，其他的不影响横截面大体上呈现六边形的形状，也符合“六边形横截面”的定义；在另一种情形下，在横截面的局部设置有一些存在某些特定功能的突出于原六边形的凸起或凹陷于原六边形的凹槽，如这些凸起或凹槽设置为形锁合元件，因这些凸起或凹槽也未影响横截面大体上呈现六边形，在此也可以忽略不计，当然，本领域技术人员熟知的，其他的不影响横截面大体上呈现六边形的形锁合元件或其他特定功能的形状，也符合“六边形横截面”的定义。
所谓“正六边形的横截面”也与上述的“六边形的横截面”的定义类似，区别在于用正六边形取代六边形。
附图说明
图1是本发明第一实施例中的屏蔽体的剖面图。
图2是本发明第一实施例中的可拆卸屏蔽块的立体示意图，其中，形锁合元件与顶面相互平行。
图3是本发明第一实施例中的可拆卸屏蔽块的另一实施方式的立体示意图，其中，形锁合元件与顶面相互垂直。
图4是本发明第一实施例中的可拆卸屏蔽块的再一实施方式的立体示意图，其中，形锁合元件突出于原六边形的顶面(虚线表示)。
图5是本发明第一实施例中的基本主体与屏蔽主体堆叠的立体示意图，其中，为了显示和描述缝隙填补的方便，只示出了第一层的屏蔽块。
图6是本发明第一实施例中的基本主体与屏蔽主体堆叠的另一实施方式的立体示意图，其中，为了显示和描述缝隙填补的方便，只示出了第一层的屏蔽块。
图7是本发明第二实施例中的屏蔽体的剖面图。
图8是本发明第三实施例中的屏蔽体的剖面图。
为了清楚的表示和方便描述，附图中并非采用同一比例、同一尺寸进行绘制。
具体实施方式
请首先参照图1和图2，其示出了本发明的第一实施例中的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体10，其包括基本主体11和屏蔽主体12。基本主体11用于支撑屏蔽主体12，在设置基本主体时，要求基本主体11包括能与屏蔽块堆叠的外表面。基本主体11限定有第一长度D1，屏蔽主体12限定有第二长度D2，第一长度D1小于第二长度D2。这样设置的好处在于小面积的基本主体11就可以达到整个屏蔽体的稳定。屏蔽主体12包括多个能够被拆卸地屏蔽块120，至少一个屏蔽块120能够与相邻的屏蔽块相互搭接或堆叠以形成屏蔽主体12，至少一个屏蔽块120设置为八面体并具有六边形的横截面，作为一种优选地，至少一个屏蔽块120设置为八面体并具有正六边形的横截面。屏蔽块120具有顶面、底面和六个侧面。屏蔽块可拆卸且采用六边形的横截面方便搭接或堆叠，减小人力、物力、运输成本和运输时间；能够确保搭接或堆叠的稳固，边界的屏蔽块不会跌落；基本主体稳定，屏蔽主体不容易侧倾翻倒；能够实现模块化组合，易于生产，灵活多变防护。
为了进一步提高可拆卸屏蔽块之间连接的可靠性，至少一个屏蔽块120设置有形锁合元件121以与相邻的屏蔽块120进行形锁合连接。
为了达到屏蔽主体的进一步稳固，提供一种屏蔽主体12包括便于加固件穿过的中空122的屏蔽块120以加强屏蔽主体的强度。其中加固件可以为钢筋或绳等物体，本领域技术人员熟知的，加固件也可以采用其他物体。在一个方面，即使为了进一步稳固，也没有必要将所有的屏蔽块上均设置有中空结构，而是将局部需要进一步稳固的区域，设置安装这种中空的屏蔽块以便加固件穿过即可。
为了堆叠的方便，至少一个可拆卸的屏蔽块上可以这样的设置，请参见图2，其示出了屏蔽块120的第一侧面和第二侧面上均设置形锁合元件121，形锁合元件121在第一侧面上以平行于顶面的凸起形式设置，形锁合元件121在第二侧面上以平行于顶面的凹槽形式设置，其中，第一侧面和第二侧面相邻，在相邻的两个面上形锁合元件的凸起和凹槽依序排列。在形锁合元件的另一实施方式中，请参见图3，屏蔽块120’上的形锁合元件121’在第一侧面上以垂直于顶面的凸起形式设置，形锁合元件121’在第二侧面和第三侧面上以垂直于顶面的凹槽形式设置，其中，第一侧面和第二侧面相邻，第一侧面和第三侧面相邻，在相邻的两个面上形锁合元件的凸起和凹槽依序排列。在形锁合元件的再一实施方式中，请参见图4，屏蔽块120”上的形锁合元件121”在第一侧面上以突出于原顶面(虚线表示)的凸起形式设置。本领域技术人员熟知的，只要能够满足屏蔽块与屏蔽块之间的搭接或堆叠，上述形锁合元件的凸起和凹槽的位置可以互换，凸起和凹槽的结构形式也可以设置成其他形状，凸起和凹槽的排列形式也可以按其他形式设置。
另外，形锁合元件的凸起或凹槽的个数可以按需求设置，以图2中的屏蔽块为例，可以仅在屏蔽块120的第一侧面上设置形锁合元件121，或在屏蔽块120的第一侧面和第二侧面上均设置形锁合元件121，或在屏蔽块120的第一侧面、第二侧面和第三侧面上均设置形锁合元件121，或在屏蔽块120的第一侧面、第二侧面、第三侧面和第四侧面上均设置形锁合元件121，或在屏蔽块120的第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面和第五侧面上均设置形锁合元件121，或在屏蔽块120的六个侧面上均设置形锁合元件121。也就是说，屏蔽主体12包括第一屏蔽块、第二屏蔽块、第三屏蔽块、第四屏蔽块和第五屏蔽块，第一屏蔽块有两个相邻侧面设置有形锁合元件，第二屏蔽块有三个相邻侧面设置有形锁合元件，第三屏蔽块有四个相邻侧面设置有形锁合元件，第四屏蔽块有五个相邻侧面设置有形锁合元件，第五屏蔽块有六个侧面设置有形锁合元件。
屏蔽块之间可能存在缝隙从而影响屏蔽体的屏蔽效果，为了解决屏蔽块之间可能存在的缝隙，提供如下两种途径。
第一种途径请参见图5，其示出了基本主体11与屏蔽主体12堆叠的立体示意图，其中，为了显示和描述缝隙填补的方便，只示出了第一层的屏蔽块120。屏蔽主体12包括缝隙填补结构123，缝隙填补结构123设置为形锁合填补结构以填补屏蔽块之间的缝隙，所谓的形锁合填补结构123可以是在屏蔽块之间使用屏蔽材料制成的粉末以填补缝隙或者是屏蔽块上设置凸起或凹槽以与相邻的屏蔽块上设置的凹槽或凸起形锁合配合以填补缝隙，如图4中的形锁合凸起。
第二种途径请参见图6，其示出了基本主体11与屏蔽主体12堆叠的另一实施方式的立体示意图，其中，为了显示和描述遮挡缝隙的方便，只示出了第一层的屏蔽块120。屏蔽主体12包括缝隙遮挡结构124，缝隙遮挡结构124设置为屏蔽块交错结构，屏蔽主体12包括第一屏蔽主体和第二屏蔽主体，第一屏蔽主体定义有第一屏蔽块连接缝隙124，第二屏蔽主体定义有第二屏蔽块连接缝隙125，第一屏蔽主体遮挡第二屏蔽块连接缝隙125，第二屏蔽主体遮挡第一屏蔽块连接缝隙124，从而实现遮挡缝隙。
请参见图7，其示出了屏蔽体的第二实施例，以数字20标识，在该实施例中，用于屏蔽放射性射线的屏蔽体20，其包括基本主体21和屏蔽主体22。基本主体21用于支撑屏蔽主体22，在设置基本主体21时，要求基本主体21包括能与屏蔽块堆叠的外表面。屏蔽主体22包括多个能够被拆卸地屏蔽块220，至少一个屏蔽块220能够与相邻的屏蔽块相互搭接或堆叠以形成屏蔽主体22，至少一个屏蔽块220设置为八面体并具有六边形的横截面，作为一种优选地，至少一个屏蔽块220设置为八面体并具有正六边形的横截面。屏蔽块220具有顶面、底面和六个侧面。屏蔽块可拆卸且采用六边形的横截面方便搭接或堆叠，减小人力、物力、运输成本和运输时间；能够确保搭接或堆叠的稳固，边界的屏蔽块不会跌落；基本主体稳定，屏蔽主体不容易侧倾翻倒；能够实现模块化组合，易于生产，灵活多变防护。与第一实施例中不同之处在于，屏蔽体20的横截面设置成规则的四边形，如设置成完整的墙体。在用完整的屏蔽块220无法填充时，可根据实际的尺寸，采用不完整的屏蔽块或其他屏蔽材料填充，从而完成整个屏蔽墙。
在屏蔽体30的第三实施例中，具体请参见图8，当需要带有拐角的两面屏蔽墙体时，在第一屏蔽主体31和第二屏蔽主体32之间设置有适配器33，适配器33的一端适配第一屏蔽主体31的端部，另一端适配第二屏蔽主体32的端部。本领域技术人员熟知的，在两个屏蔽墙体的基本主体之间可以作为一个完整的基本主体，也可以设置有适配器。
为了有效的屏蔽尽可能多的放射性射线，屏蔽块的材料可以是铅砂、铁砂、砂子、碎石子、聚乙烯粉末的任一种或者是上述多种材料的混合物。在屏蔽块材料设计的其他实施方式中，屏蔽块的材料包括屏蔽中子的材料或屏蔽光子的材料中的至少一种，优选地，屏蔽块的材料包括碳化硼、铅和重晶石(主要成分为硫酸钡)。
所谓的“放射性射线”包括X射线、α射线、β射线、γ射线、质子或中子等本领域技术人员熟知的各种放射性射线。根据放射性射线的性质不同或者距离放射性射线的远近不同，屏蔽块的材料可以灵活的变更。可以在设置特定条件下的屏蔽墙时，通过计算获得各个屏蔽块适合用的材料的种类或配比。
所谓“六边形的横截面”是指大体上呈六边形的横截面，并不是指一定为严格意义上的六边形的几何形状。如在一种情形下，在横截面的局部设置有一些没有明显功能的突出于原六边形的凸起或凹陷于原六边形的凹槽，这些凸起或凹槽并未影响横截面大体上呈现六边形，在此可以忽略不计，当然，本领域技术人员熟知的，其他的不影响横截面大体上呈现六边形的形状，也符合“六边形横截面”的定义；在另一种情形下，在横截面的局部设置有一些存在某些特定功能的突出于原六边形的凸起或凹陷于原六边形的凹槽，如这些凸起或凹槽设置为形锁合元件，因这些凸起或凹槽也未影响横截面大体上呈现六边形，在此也可以忽略不计，当然，本领域技术人员熟知的，其他的不影响横截面大体上呈现六边形的形锁合元件或其他特定功能的形状，也符合“六边形横截面”的定义。
所谓“正六边形的横截面”也与上述的“六边形的横截面”的定义类似，区别在于用正六边形取代六边形。
本发明揭示的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体并不局限于以上实施例所述的内容以及附图所表示的结构。在本发明的基础上对其中构件的材料、形状及位置所做的显而易见地改变、替代或者修改，都在本发明要求保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其特征在于：所述屏蔽体包括基本主体和屏蔽主体，所述基本主体用于支撑所述屏蔽主体，所述屏蔽主体包括多个能够被拆卸的屏蔽块，至少一个屏蔽块能够与相邻的屏蔽块相互搭接或堆叠以形成屏蔽主体，所述至少一个屏蔽块设置为八面体并具有正六边形的横截面，包括顶面、底面和六个侧面，第一层的屏蔽块通过其六个侧面中任意一个或两个侧面堆叠于基本主体，第二层的屏蔽块通过其六个侧面中任意一个或两个侧面堆叠于第一层的屏蔽块的侧面，所述第一层的屏蔽块的总体尺寸小于第二层的屏蔽块的总体尺寸。
2.根据权利要求1所述的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其特征在于：所述至少一个屏蔽块设置有形锁合元件以与相邻的屏蔽块进行形锁合连接。
3.根据权利要求2所述的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其特征在于：屏蔽主体包括第一屏蔽块、第二屏蔽块、第三屏蔽块、第四屏蔽块和第五屏蔽块，所述第一屏蔽块有两个相邻面设置有形锁合元件，所述第二屏蔽块有三个相邻面设置有形锁合元件，所述第三屏蔽块有四个相邻面设置有形锁合元件，所述第四屏蔽块有五个相邻面设置有形锁合元件，所述第五屏蔽块有六个相邻面设置有形锁合元件。
4.根据权利要求3所述的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其特征在于：所述相邻面设置有形锁合凸起或形锁合凹槽中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其特征在于：所述基本主体包括能与屏蔽块堆叠的外表面。
6.根据权利要求1所述的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其特征在于：所述基本主体限定有第一长度，所述屏蔽主体限定有第二长度，所述第一长度小于第二长度。
7.根据权利要求1所述的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其特征在于：所述屏蔽主体包括缝隙填补结构或缝隙遮挡结构，所述缝隙填补结构设置为形锁合填补结构以填补屏蔽块之间的缝隙；所述缝隙遮挡结构设置为屏蔽块交错结构，所述屏蔽主体包括第一屏蔽主体和第二屏蔽主体，所述第一屏蔽主体定义有第一屏蔽块连接缝隙，所述第二屏蔽主体定义有第二屏蔽块连接缝隙，所述第一屏蔽主体遮挡第二屏蔽块连接缝隙，所述第二屏蔽主体遮挡第一屏蔽块连接缝隙。
8.根据权利要求1所述的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其特征在于：所述屏蔽块的材料包括屏蔽中子的材料或屏蔽光子的材料中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的用于屏蔽放射性射线的屏蔽体，其特征在于：所述屏蔽主体包括便于加固件穿过的中空的屏蔽块以加强屏蔽主体的强度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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