KR101523235B1 - 화학 결합된 세라믹 방사선 차폐재 및 제조방법 - Google Patents

화학 결합된 세라믹 방사선 차폐재 및 제조방법 Download PDF

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Abstract

조성물 및 주위 온도에서 방사선 차폐 부재의 형성방법에 관한 것으로, 이때 조성물은 '저온-소성' 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 시멘트 매트릭스; 및 '저온-소성' 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 시멘트 매트릭스에 분산되어 있는, 하나 이상의 적절히 제조되고 분포된 방사선 차폐재를 포함한다.
화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 시멘트 매트릭스, 방사선 차폐재, 제올라이트, 중정석

Description

화학 결합된 세라믹 방사선 차폐재 및 제조방법{Chemically bonded ceramic radiation shielding material and method of preparation}
본 발명은 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 분야, 및 보다 특히, 독특한 방사선 차폐 특성을 갖는 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹에 관한 것이다.
전자기와 마이크로웨이브 차폐를 포함한, 방사선 격납, 캅셀화, 및 차폐가 기술적으로 진보된 사회에서 점점 더 상당히 중요해지고 있다. 원자력 생성이 화석 연료 에너지 공급원에 대한 대안을 제공하지만, 폐기물의 격납은 현재 비용을 증가시켜, 생성된 원자력의 전반적인 경제적 실용성을 감소시키고 있다. 다른 낮은 수준의 방사능 물질(예: 의료용 폐기물, 공업용 폐기물 및 열화 우라늄(depleted uranium) 병기로부터의 폐기물 등)도 또한 동일한 저장, 차폐 및 격납 문제에 직면해 있다. 또한, 전자 장치의 보급은 효과적인 전자기-차폐를 제공할 필요성을 증가시켜 왔다. 전자 장치(예: 휴대 전화 및 마이크로웨이브 오븐 등)는 사용자에게 방출되는 방사 에너지를 차단하는 전자기적 에너지 차폐를 필요로 할 수 있다.
의료 진단 분야는 또한 인간 질병의 감지를 돕기 위하여 방사성 물질을 광범위하게 사용하게끔 하였다. 이들 문제점을 감지하기 위한 x-선 및 다른 형태의 방사성 물질의 사용은 의사들에게 환자의 건강 상태에 대한 유용한 통찰을 제공한다. 이들 진단법에 대한 단점은 방사선 및 다른 형태의 전자기 에너지에 대한 원치않는 노출로부터 환자 및 의료인을 보호하는데 필요한 차폐를 포함한다. 현재 방사성 의학적 진단은 차폐재로서 막대한 납을 사용하고 있다. 예를 들면, 환자는 x-선 도중 노출을 최소화하기 위하여 납-내장(lead-lined) 조끼를 입을 수 있다. 납-내장 드라이월(drywall) 보드가 의료용 x-선 도중 1차 x-선 비임의 산란 뿐만 아니라, 1차 x-선 비임에 의해 유발되는 1차 및 2차 x-방사선으로부터의 차폐를 제공하기 위하여 광범위하게 사용된다. x-선 기기 자체는 방사선 물질에 대한 적합치 못한 사람의 노출을 방지하기 위하여, 예를 들면, 납-시팅(lead-sheeting)에 의해 제공되는 상당한 차폐를 필요로 할 수 있다.
금속 납 차폐는 과도한 공간 소모없이 효율적인 차폐를 허용하기 때문에 광범위하게 사용된다. 예를 들면, 두께가 1인치 미만인 납 시트가 x-선 기기를 차폐하기 위하여 이용될 수 있다.
납 차폐 단점은 납 질량, 납 시팅을 적소에서 유지하기 위한 구조물의 형성시 어려움, 미적으로 선호되는 구조물에 대한 바램 및 납에 대한 노출과 취급시 잘-실증된 발암성인 사람의 건강상 위험 등을 포함한다. 현존하는 납-내장 결합 석고 벽판은 의료용 및 치과용 x-선실과 설비로서 적절히 설치하기 위하여 매우 상당 한 노동이 따른다.
다른 방사선 차폐의 필요성은 의료용 및 치과용 x-선실과 유사한 설비에 세계적으로 사용되는 현존하는 공업 표준 납-내장 결합 석고 벽판을 효과적으로 대체할 수 있는 비-납 벽판의 제조를 포함한다. 알루미늄 호일 및 시팅, 납 의존성 물질 및 다른 제시되는 방사선 차폐법과 같은 유용한 방사선 차폐재의 형태는 또한 최소한적으로 효과적이며, 중량 문제에 기여하는 금지되는 두께를 필요로 하고, 자연에 다소 독성이며, 종종 우주 환경에서 독특하게 신뢰할 만한 보호 차폐를 제공하는 다양하고, 강하며, 내구성 있고, 비교적 용이하게 복구되는 복합 방사선 차폐재를 개발할 필요성에 대해 방해가 되는 것으로 알려져 있어, 우주 정거장, 인공위성 및 우주선은 본 발명에 대한 가능한 용도의 다른 영역이다.
본 명세서에 참조로 인용된, 시멘트 숏크리트 조성물(Cementitious Shotcrete Composition)이란 제목의 미국 특허 제6,565,647호에 기술된, 방사성 물질을 함유하고 차폐하는 접합성 물질의 이용은 포틀랜드 시멘트/콘크리트 기본 시스템이 약한 수소 결합(이온 결합 및 공유 결합과 비교하여)을 이용하는 경우 문제가 될 수 있다. 또한, 이들 포틀랜드 시멘트 기본 시스템은 높은 수준의 다공성(다른 매트릭스, 예를 들면, 중합체성 기본 물질 및 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹과 비교시), 부식 및 균열의 문제로 고생하게 된다.
포틀랜드 시멘트는 또한 적절한 매트릭스 형성을 보장하기 위하여 상당한 경화(21일)가 필요하다. 다른 대안(예: 중합체 기본 매트릭스)은 유기 용매 및 높거나 낮은 pH 물질에 노출시 보다 낮은 다공성을 제공하지만 품질이 저하될 수 있다. 포틀랜드 시멘트 매트릭스는 또한 방사성 폐기물에서 통상 발견되는 다양한 물질로부터의 부식성 공격을 받기 쉽다.
모두 본 명세서에 참조로 인용된, 미국 특허 제5,830,815호(제목: Method of Waste Stabilization via Chemically Bonded Phosphate ceramics), 미국 특허 제6,204,214호(제목: Pumpable/injectable phosphate-bonded ceramics), 미국 특허 제6,518,212호(제목: Chemically bonded phospho-silicate ceramics) 및 미국 특허 제6,787,495호(제목: Multi-purpose Refractory Material)에 기술된 바와 같은 저온-소성(cold-fired) 세라믹 시멘트 재료는 방사선 불투과성(radiopaque) 복합체 혼합물의 혼입을 기술하거나 제안하고 있지 않으므로, 방사선 차폐 특성을 제공하지 못한다. '815호 특허의 예시적 양태에서, 하기의 산화마그네슘-인산 반응은 하기와 같이 통상 제시된다:
MgO + H3PO4 + H2O → MgHPO4·3H2O
'815호 특허는 산화알루미늄, 산화철 및 산화칼슘, 산화바륨, 산화비스무트, 산화가돌리늄, 산화지르코늄 및 산화텅스텐을 포함한, 다른 금속 산화물을 고려하였다. 인산과 비교하여, 반응의 pH의 최소화(즉, 보다 염기성인 반응)는 금속 산화물 또는 금속 수산화물과의 반응 전에, 인산과 반응하는 1가 금속의 탄산염, 중탄산염 또는 수산화물의 이용을 통해 성취한다. 다른 고려되는 금속(M')은 칼륨, 나트륨, 텅스텐 및 리튬이다. '815호 특허에 기술된 부분 예시 반응은 다음과 같다:
H3PO4 + M2CO3 + M'산화물 → M'HPO4
또한, 보다 높은 pH(인산의 이용과 비교하여)를 형성하기 위하여 인산이수소의 이용은 하기 반응식으로 제시된다:
MgO + LiH2PO4 + nH2O → MgLiPO4·(n+1)H2O
미국 특허원 공개 번호 제20060066013호(제목: Low Temperature Process For Making Radiopac Materials Utilizing Industrial/Agricultural Waste As Raw Materials)에 기술된 바와 같은 소성 또는 저온 및 고온 경화 세라믹 물질(예: 수 백℃에 걸침)은 저온-소성 산화물-인산염 결합된 세라믹 구조물에 대한 실행가능한 대안을 제공하지 못한다. 높은 경화 온도는 물질이 폐기물 격납에서 이용되는 것을 방지할 수 있으며, 고온 소성(수 백℃보다 높음)와 같은 차폐 적용은 성분들을 원하는 위치로 운반하여 조립하기 전에 먼 위치에서 형성하여 냉각시킬 필요가 있다. 고온 경화 세라믹은 소성 요건으로 인하여 다량의 성분을 형성하는데 실용적이지 못할 수 있다. 폐기물 격납을 위한 소성 세라믹의 동일 반응계내 형성은 함유되는 폐기물 및 최종 저장 위치로 인하여 문제가 될 수 있다. 암모니아가 소성 공정 도중 유리될 수 있다. 세라믹 매트릭스에 암모니아가 포함되면 생성물 형성에 유해할 수 있다.
본 명세서에 참조로 인용된, 미국 특허원 공개 공보 제2002/0165082호(제목: Radiation Shielding Phosphate Bonded Ceramics Using Enriched Isotopic Boron Compounds)에, 방사선 차폐를 제공하기 위하여 인산염-결합된 세라믹에 대한 액체 용액에 농축 붕소 화합물 부가제의 이용이 기재되어 있다. 이 문서는 '저온-소성' 화학 결합된 산화물-인산염 시멘트 물질(cementitous materials)과 방사선 불투과성 충전제 및 혼합물(예: 황산바륨, 산화바륨 및 화합물, 가돌리늄 산화물 및 화합물, 세륨 산화물 및 세륨 화합물, 텅스텐 산화물 및 화합물과, 열화 우라늄 산화물 및 화합물)과의 혼합에 의한 방사선-차폐 및 캅셀화를 암시하고 있지 않다.
본 명세서에 참조로 인용된, 미국 특허원 공개 공보 제2005/0258405호(제목: Composite Materials and Technologies for Neutron and Gamma Radiation Shielding)는 일부 적용에서는 다양한 개질된 포틀랜드 시멘트, 주입 물질, 에폭시드 및 마그네슘 옥시클로라이드/포스페이트 시멘트에 의해 결합되는 다양한 방사선 불투과성 복합 물질 혼합물의 사용을 기술하고 있다. 마그네슘 옥시클로라이드/포스페이트가 시멘트 결합 기술과 유사하게 들리고 기재되지만, 실제로 이는 분명히 상이한 시멘트 결합 기술이고, 산화마그네슘-인산일칼륨 시멘트 결합 기술에 대해 본 명세서에서 하기에 기술되는 양태에 대해 보다 다공성이고 덜 유용한 결과를 낳는 것으로 공지된 것임을 주지하는 것이 중요하다. 이러한 공개 특허출원은 유용한 복합 물질 방사선 차폐를 위해 화학 결합된 산화물-인산염 시멘트 기술의 잠재적인 우수한 특성 및 이점을 포함하지도 인지하지도 못한다.
발명의 요약
따라서, 본 명세서에 기술된 세라믹 물질 및 방법의 양태는 방사성 물질, 전자기 및 마이크로웨이브 에너지의 격납, 캅셀화 및 차폐를 위한 독특한 방사선 차폐 성질 및 특성을 갖는 '저온-소성' 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 시멘트 또는 세라믹 콘크리트 복합 물질을 제공한다. 또한, 기술된 양태는 현재 오염된 포틀랜드 시멘트 및 유해한 방사능 및 다른 유해한 유해 폐기 물질로 오염되거나 오염될 수 있는 다른 시멘트 및 에폭시 건축 및 시공 재료의 피복을 포함한, 세라믹 시멘트 또는 세라믹 콘크리트 건축 재료 및 시공 적용을 위한 독특한 방사선 차폐 품질을 포함한다.
대표적인 양태가, 이로써 제한되는 것은 아니지만, 병원, 의료 및 치과 공간과 설비에서 X-선 기기 및 장치에 의해 생성되는 x-방사선을 감소시키는 내용을 기술하였지만, 이는 이로써 제한되는 것은 아니지만, 수직 벽, 바닥 및 천장 용도를 포함한 의료 및 치과 공간용 벽판, 의료 운반 카트용의 이동식 및 영구적 차폐, 두 인접 물질 사이에 x-방사선의 누출을 밀봉하기 위한 주입 결합(grout joint) 화합물 및, x-방사선과 다른 오염물의 감소 및 차단을 원하는 경우의 다른 적용을 포함한, X-선의 감소를 성취하기 위한 다수의 제품 및 제품들의 순열로 포함될 수 있다. 선행 디자인의 상기 단점을 경험하지 않았지만, 산화물-인산염 세라믹 시멘트 구조물은 포틀랜드 시멘트 구조물에 비하여 훨씬 더 낮은 다공성의 구조물을 형성한다.
한 양태의 측면에 있어서, 주위 온도에서 방사선 차폐 부재를 형성하는 물질 조성물 및 방법이 기술되어 있는데, 상기 물질 조성물이 '저온-소성' 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 매트릭스 및, '저온-소성' 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 매트릭스 내에 분산되어 있는 방사선 차폐재를 포함한다.
본 발명에서 낮은 수준의 방사선 차폐는 특정비의 산화마그네슘(MgO) 분말 및 인산이수소칼륨(KH2PO4)과 물로 구성된 산-인산염 용액에서 함께 결합되는, 효과적인 방사선 불투과성 충전재의 다양한 배합물(예: 분말 산화바륨, 황산바륨 및 다른 바륨 화합물, 산화세륨 및 세륨 화합물 뿐만 아니라 분말 산화비스무트 및 비스무트 화합물, 산화가돌리늄 및 가돌리늄 화합물, 산화텅스텐 및 텅스텐 화합물, 열화 우라늄 및 열화 우라늄 화합물)을 사용한다. 생성된 복합체 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 물질은 0.5인치 이하의 물질 두께에서 120kVp 이하로 x-방사선을 감소시키는데 필요한 방사선 차폐를 제공함으로써 의학적 x-방사선을 효과적으로 차단하는 것으로 제시되었다. 이들 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 복합체 방사선 차폐재의 두께를 간단히 증가시키면 보다 높은 kVp 에너지 수준이 효과적으로 감소된다.
한 양태에 따라, 화학 결합된 산화물-인산염계 세라믹 매트릭스 및 방사선 차폐재를 포함하는 물질 조성물이 제공되며, 이때 방사선 차폐재는 화학 결합된 산화물-인산염계 세라믹 매트릭스내에 분산되어 있고, 방사선 차폐재는 중정석, 황산바륨, 산화세륨, 산화텅스텐, 산화가돌리늄, 어닐링 납 유리 40 내지 75% 분말 및 섬유, 제올라이트, 클리노프틸로타이트, 셀레스타이트 및 열화 우라늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 제올라이트는 하기의 성분들 및 하기의 대략적인 중량%로 이루어진다: 52.4% SiO2, 13.13% Al2O3, 8.94% Fe2O3, 6.81% CaO, 2.64% Na2O, 4.26% MgO 및 10% MnO.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 중정석은 중량 기준으로 대략 89 내지 99% BaSO4의 범위 및 1 내지 5.8% 실리케이트의 범위로 존재하며, 특허청구의 범위 제2항의 물질 조성물에 존재하는 제올라이트의 중량% 범위는 0.2 내지 50%이다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 인산염계 세라믹 매트릭스는 KH2PO4(인산이수소칼륨), MgHPO4(인산수소), Fe3(HPO4)2(인산철(II)), Fe3(HPO4)2·8H2O(인산철(II) 팔수화물), FeHPO4(인산철(III)), FeHPO4·2H2O(인산철(III) 이수화물), AlPO4(인산알루미늄), AlPO4·1.5H2O(인산알루미늄 수화물), CaHPO4(인산수소칼슘), CaHPO4·2H2O(인산수소칼슘 이수화물), BiPO4(인산비스무트), CePO4(인산세륨(III)), CePO4·2H2O(인산세륨(III) 이수화물), GdPO41H2O(인산가돌리늄), BaHPO4(인산수소바륨) 및 UPO4(열화 우라늄(U-238) 인산염)로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
상기의 일반적인 기술 및 하기의 상세한 설명은 모두 단지 예시이며, 청구된 바와 같은 양태를 제한하고자 하는 것은 아님을 알아야 한다.
이제, 본 발명의 바람직한 양태에 대해 상세히 언급할 것이다. 본 발명은 주위 조건에서 방사선-차폐 부재를 형성하기 위한 물질 조성물 및 방법에 관한 것이다. 당해 분야의 숙련가는 본 발명의 물질 조성물을 x-방사선, 전자기 및 마이크로웨이브 스펙트럼을 포함한 다양한 형태의 방사선 및 전자-비임 용접으로부터의 에너지(제동 방사선 또는 2차 방사선) 등을 차폐하고 감소시키는데 이용하고자 함을 알 것이다.
물질 조성물 및 방법은 전자기적 스펙트럼 영역에서 방사선-차폐 능력을 나타내는 시공 부재로 이용하기 위한 효율적인 조성물을 제공한다. 생성된 물질은 신속한 시간 기간(30분 경화 내지 2일 경화)으로 주위 조건하에 형성될 수 있다. 이는 통상 필요한 고온 소성없이 방사선, 전자기 및 마이크로웨이브 차폐 포함 물질을 갖는 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 매트릭스의 형성을 허용한다. 통상 고온 소성은 수백 ℃를 초과할 수 있으며, 대개 약 1800℃의 범위에서 발생할 수 있다. '저온-소성'(주위 온도에서 경화)의 본 방법은 100℃ 또는 그 미만에서 일어날 수 있지만, 상기는 차폐 구조물과 같은 부재의 동일 반응계내 형성이나, 다른 방사선 차폐재에 비하여 본 물질 조성물로 형성된 예비성형 패널 또는 구조물의 효율적인 운반 및 설치를 허용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따라 형성된 구조물은 완전 경화된 벽 구획이 형성될 수 있도록 하고, 수 일의 시간 기간 내에 사용 가능할 수 있도록 한다. 본 발명의 물질 조성물은 그 안에 부가의 방사선 차폐재를 포함하기 위한 매트릭스를 형성하기 위하여 '저온-소성' 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 물질을 이용한다. 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 매트릭스는 인산염 함유 물질 또는 재료와 함께 금속 산화물을 혼입시켜 형성할 수 있다. 당해 분야의 숙련가는 생성된 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹이 성분 금속 인산염을 기본으로 하는 수화 형태일 수 있음을 알 것이다. 적절한 금속 산화물은 양이온 성분이 방사선 차폐재와 결합되어, 생성된 금속 인산염 세라믹은 방사선-차폐 능력을 나타낼 수 있도록 하는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 적절한 인산염 함유 물질 또는 재료는 인산이수소칼륨, 인산, 산 포스페이트 및 인산일수소 등을 포함한다. 적절한 산화물은 마그네슘, 철(II 또는 III), 알루미늄, 바륨, 비스무트, 세륨(III 또는 IV), 가돌리늄, 텅스텐 및 열화 우라늄(III)(실제로 우라늄 238)을 포함한다.
생성된 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹은 KH2PO4(인산이수소칼륨), MgHPO4·3H2O(인산수소마그네슘 삼수화물), MgHPO4(인산수소마그네슘), Fe3(HPO4)2(인산철(II)), Fe3(HPO4)2·8H2O(인산철(II) 팔수화물), FeHPO4(인산철(III)), FeHPO4·2H2O(인산철(III) 이수화물), AlPO4(인산알루미늄), AlPO4·1.5H2O(인산알루미늄 수화물), CaHPO4(인산수소칼슘), CaHPO4·2H2O(인산수소칼슘 이수화물), BiPO4(인산비스무트), CePO4(인산세륨(III)), CePO4·2H2O(인산세륨(III) 이수화물), BaHPO4(인산수소바륨) 및 UPO4(열화 우라늄(U-238) 인산염)를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상이한 금속 및 희토류 인산염/인산수소(예: GdPO41H2O(인산가돌리늄))가 또한 사용될 수 있다. 적절한 다중 금속 인산염은 인산수소마그네슘, 인산철(III), 인산알루미늄, 인산수소칼슘, 인산세륨(III) 및 인산수소바륨을 포함할 수 있다. 한 양태로, 세라믹 매트릭스는 다음의 것이다: 세라믹 매트릭스는 화학식 MHPO4·xH2O(여기서, M은 Mg(마그네슘), Ca(칼슘), Fe(철(II)) 및 Ba(바륨)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 2가 양이온이고, x는 0, 2, 3 또는 8 중 하나 이상이다)이다.
다른 예로, 화학 결합된 산화물-인산염계 세라믹 매트릭스는 화학식 MPO4·xH2O이며, 이때, M은 Al(알루미늄), Ce(세륨(III)), U238(열화 우라늄) 및 Fe(철(III))로부터 선택되는 3가 양이온이고, x는 0, 1.5 또는 2 중 하나 이상이다. 다른 양태에 있어서, 다층 구조물은 kVp(킬로볼트-피크) 범위에 걸쳐 효과적인 감소를 제공하기 위하여 형성된다. 예를 들면, 다층 물질은 범위에 걸쳐 차폐 및 감소를 나타내는 모노 구조물을 형성하기 위한 캐스팅(casting) 또는 분무 적용을 통하여 형성된다. 층은 원하는 차폐 및 감소를 성취하기 위하여 세라믹 및 차폐재의 상이한 조합으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 층은 비스무트 차폐재로 형성되는 한편, 제2 층은 세륨계 세라믹으로 형성된다. 황산바륨 차폐재를 포함하는 세라믹의 제3 층이 또한 포함될 수 있다. 본 예에서, 산화세륨은 120kVp로 이의 X-선 감소를 위해 0.5인치의 물질 두께로 포함된다. 두께가 보다 큰 물질은 보다 높은 에너지 수준의 x-방사선을 효과적으로 감소시킨다. 또한, 한 양태에 있어서, 비스무트는 파장, 주파수 또는 광자 에너지에 있어서 전자기 스펙트럼에 대한 감마 선 미만인 방사선을 차폐하는 방식으로 제조되거나 적용될 수 있다.
따라서, 둘 이상의 방사선 차폐재가 사용되어 다층 구조물을 성취할 수 있다. 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹 매트릭스가 이들 스스로에게 성공적으로 결합되기 때문에, 둘 이상의 방사선 차폐재의 사용으로 세라믹 매트릭스내에 물질의 층상화를 통해 차폐 범위를 증가시킨다. 한 양태로 층상화는 개개 층의 개별 경화를 통해 성취한 다음, 층은 이미 경화된 층 위에 후속 층을 형성하거나, 산화물-인산염 결합된 세라믹 접착제를 사용하여 이미 경화된 층을 결합시키는 것과 같은 공지된 방법으로 함께 결합시킨다.
상기 언급한 층 공정의 양태에 있어서, 적절한 방사선 차폐재는 산화물-인산염 세라믹 시멘트 매트릭스에 분산시킬 수 있다. 당해 분야의 전문가는 차폐재의 혼합물을 전자기적 스펙트럼의 일부(예: X-선 및 마이크로웨이브 등의 영역) 또는 전자기적 스펙트럼 영역의 일부를 통한 감소를 제공하기 위하여 단일 매트릭스 내로 혼입시킬 수 있음을 알 것이다. 그 예로 분말, 응집체, 섬유 및 부직포 등을 포함한다. 예시 물질은 중정석, 황산바륨, 비스무트 금속, 텅스텐 금속, 어닐링 납 유리 섬유 및 분말, 산화세륨, 제올라이트, 클리노프틸로타이트, 플라지오클라세, 피록센, 올리빈, 셀레스타이트, 가돌리늄, 적절한 형태의 납 및 열화 우라늄을 포함한다.
제올라이트는 대략 52.4중량% SiO2(이산화규소), 13.13중량% Al2O3(산화알루미늄), 8.94중량% Fe2O3(산화제이철), 6.81중량% CaO(산화칼슘), 2.64중량% Na2O(산화나트륨) 및 4.26중량% MgO(산화마그네슘)로 존재할 수 있다. 반면에, 중정석은 대략 89% 또는 그 이상의 BaSO4(황산바륨) 및 5.8%의 실리케이트와 함께, 나머지는 자연적으로 변하는 %의 이산화티탄, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화망간 및 산화칼륨으로 이루어질 수 있다. 상기 근사치는 천연으로 존재하는 중량% 변화에 좌우된다. 한 양태로, 세라믹의 제올라이트 성분은 입자 크기가 약 5 내지 약 500㎛(-30 내지 +325메시, -25%에서 325메시 통과)의 범위인 현무암 제올라이트 또는 클리노프틸로라이트이다. 수행된 연구는 제올라이트가 세라믹에 대해 약 2 내지 20중량%의 중량 범위로 존재하는 경우에 최상의 결과가 수득된다고 제시하고 있다. 중정석 및 제올라이트의 혼합물을 사용함으로써, 제올라이트의 동위원소 캅셀화 능력으로 인하여, 중정석만을 단독으로 사용함으로써 제공되는 것에 대해 증진된 방사선 보호가 제공된다고 밝혀졌다.
제올라이트는 합성 제올라이트가 사용될 수 있지만, 바람직하게는 천연 형태로 사용된다. 당해 분야의 숙련가가 이해하는 바와 같이, 주요 제올라이트 화학식은 M2/nO.Al2O3.xSiO2.yH2O이며, 이때 M은 원자가 n[7]을 갖는 상보적 양이온을 의미한다. 구조 성분은 Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y].zH2O이며, 이는 다면체에 대한 환 구조로부터 구성 단위 중 사면체 배열과 같은 일반 구조를 갖는다.
예시적 양태에 있어서, 차폐 부재를 구성하는 방법은 금속 산화물, 예를 들면, 2가 금속 양이온을 포함하는 금속 산화물과 인산염 함유 물질의 혼합을 포함한다. 적절한 인산염 함유 물질은 인산, 인산수소 물질(예: 인산일수소 및 인산이수소칼륨) 등을 포함한다. 방사선 차폐재는 금속 산화물 및 인산염 함유 물질 혼합물로 혼입시킬 수 있다. 혼입은 분산 응집체, 분말 및 섬유를 포함할 수 있다. 부직포는 캐스팅 공정 또는 층상화 공정 등의 일부로서 혼입될 수 있다. 혼입된 방사선 차폐재 및 금속 산화물-인산염 세라믹은 주위 조건에서 경도(최대 압축 강도)로 경화될 수 있다. 예를 들면, 부재는 적소에서 캐스팅할 수 있고, 경화 반응은 주위 조건(즉, 주위 온도)에서 수행한다. 한 양태로, 방사 차폐 부재의 반응 및 경화는 100℃ 또는 그 미만에서 수행한다. 당해 분야의 숙련가는 생성된 부재의 다공성이 선택된 시약을 근거로 하여 변할 수 있음을 알 것이다. 다공성을 크게 감소시키고, 강도를 상당히 부가하기 위한 우수한 혼합물 응집체는 미국 특허 제6,518,212호(제목: Chemically bonded phospho-silicat ceramics: 화학 결합된 포스포-실리케이트 세라믹은 수용액중 난용성 실리케이트와 함께, 1가 알칼리 금속 인산염(또는 인산수소암모늄) 및 난용성 산화물을 화학적으로 반응시켜 형성한다)에 설명된 바와 같은 다른 난용성 실리케이트 뿐만 아니라, 15:85 내지 50:50 범위의 비로 부가될 수 있는 플라이 애쉬(fly ash), 기저 애쉬(bottom ash) 및 월라스티나이트이다. 1가 알칼리 금속 인산염(또는 인산수소암모늄) 및 난용성 산화물은 모두 분말 형태로 존재하며, (0.5-1.5):1의 화학량론적 몰 비 범위로 혼합하여 결합제 분말을 형성한다. 유사하게, 난용성 실리케이트도 또한 분말 형태이며, 결합제 분말과 혼합되어 혼합물을 형성한다. 물을 혼합물에 가하여 슬러리를 형성한다. 물은 상기 슬러리중 분말 혼합물의 50중량%를 차지한다. 슬러리를 경화시킨다. 생성된 화학 결합된 포스포-실리케이트 세라믹은 높은 굴곡 강도, 높은 압축 강도, 저 다공성 및 물에 대한 투과성을 나타내며, 한정될 수 있고 생체-적합성인 화학 조성을 갖고, 거의 원하는 음영 또는 색상으로 용이하고 쉽게 착색된다. 이들 난용성 실리케이트의 다른 예는 칼슘 실리케이트(CaSiO3), 마그네슘 실리케이트(MgSiO3), 바륨 실리케이트(BaSiO3), 나트륨 실리케이트(NaSiO3), 리튬 실리케이트(LaSiO3) 및 세르펜티나이트[Mg6Si4O10(OH)8]이다.
특정 양태에 있어서, 본 발명의 물질 조성물로 구성된 방사선 차폐 부재는 1 lb의 금속 산화물, 인산일칼륨과 1 lb의 방사선 차폐재(예: 응집체, 분말 또는 섬유 충전제 감소 물질)를 혼합하여 제조하며, H2O(물)을 대략 20중량%로 가하고, 생성된 '저온-소성' 복합체 방사선 차폐재를 경화시킨다. 이 양태에서, 금속 산화물 대 인산일칼륨 중량비는 1/3 금속 산화물(예: 사소(dead-burned) 산화마그네슘) 대 2/3 인산일칼륨 또는 MKP(KH2PO4)이고, 15:85 내지 50:50의 플라이 애쉬, 기저 애쉬 및 다른 적절한 난용성 실리케이트의 추가 중량비를 갖는다. '사소' 산화마그네슘(MgO)과 인산일칼륨(MKP) 사이, 및/또는 사용된 적절한 대체 산화물과 인산염 물질 사이의 상이한 몰 비로 인하여, 상기 언급한 MgO, MKP 중량/용적 비는 변할 수 있고, 의도하는 감소/차폐 혼합물을 위한 효과적인 결합을 여전히 생성할 수 있음을 주지하여야 한다.
다른 양태에 있어서, 다양한 탄산염, 중탄산염(예: 중탄산나트륨 및 중탄산칼륨 등) 또는 금속 수산화물 시약을 2단계 공정으로 산 포스페이트와 반응시켜 금속 산화물의 최대 반응 온도 및 산 포스페이트와의 탄산염, 중탄산염 또는 수산화물 반응의 결과를 제한할 수 있다.
다른 양태에 있어서, 다른 산을 이용하여 생성된 금속 산화물-인산염 세라믹계 물질을 형성할 수 있다. 산의 선택은 사용되는 금속 산화물을 기본으로 할 수 있고, 적절한 금속 산화물에는 2가 및 3가 금속(전이 금속 및 란탄족과 악티니드족 금속 포함)이 포함된다. 다른 적절한 산은 지연제로서 붕산(전체 분말의 1% 미만)을 포함한다. 또한, 다른 양태에 있어서, 특정한 산화물 인산염 시멘트 혼합물(예: 산화바륨 및 인산비스무트 혼합물)이 적절히 수용성이 아닌 경우, 염산이 촉매로서 사용된다.
특정 실시예에서, 선택된 세라믹 매트릭스와 원하는 차폐재의 혼합으로 예시 조성물을 형성한다. 한 양태로, 최종 혼합된 혼합물은, 차폐재가 세라믹 매트릭스와 접합되거나 결합된 생성물을 형성하며, 이는 내부 결합 또는 외부 결합이나, 이 둘 모두를 포함한다. 또한, 세라믹 매트릭스 물질은 -200메시 또는 그 미만의 범위이다. 하기의 특정 예는 단지 예시이며, 본 발명의 원리를 설명하기 위하여 사용된다. 하기의 방법은 주위 조건(예: 온도, 압력)에서 수행한다. 예를 들면, 대기압하에 65 내지 85℉의 실온에서 수행한다. 균일한 입자를 수득하기 위하여 물질을 완전히 균질화시키는 시도는 없었지만, 세라믹 매트릭스 내에 차폐재의 실질적으로 균일한 분포를 시도하였다.
부직포 차폐 직물 재료가 이용되는 샘플의 경우에, 세라믹을 가수분해시켜, 직물 재료와 접하도록 캐스팅한다. 분말화된 차폐재가 혼입된 경우에, 입자 크기는 물질에 따라 변한다. 이상적으로, 분말 입자는 -200메시 또는 그 미만의 범위로 규격화한다. 당해 분야의 숙련가는 광범위한 범위의 입자 크기가 사용될 수 있음을 알 것이다. 물을 가하여 건조 혼합물을 가수분해시킨다. 물과 세라믹 산화물, 인산염 및 차폐재의 혼합은 혼합물이 혼합물의 원래 온도의 20 내지 40%의 발열성 상승을 나타내기에 충분한 기간 동안 충분한 힘으로 혼합한다. 가수분해된 혼합물은 진공 또는 진동이나 등가 방법을 통해 압축시켜 공극을 제거한다. 압축은 바람직하게는 용기, 예를 들면, 제거가 용이하도록 마찰 계수가 낮은, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로부터 형성된 중합체성 용기에서 수행한다. 샘플은 주위 조건에서 터치(touch)로 경화시킨다(24시간 이상).
샘플은 x-선 납 당량 시험을 위해 제출한다. 시험용으로 제출된 샘플은 본 기술에서 제시한 바와 같은 금속 산화물(예: MgO('사소' 산화마그네슘), 적절한 난용성 실리케이트 및 방사선 불투과성 부가제를 산-인산염 용액(예: 인산일칼륨 및 물)에서 교반할 때 형성된다. 금속 산화물의 용해로 인산염 겔을 형성하기 위하여 인산염 음이온과 반응하는 양이온을 형성한다. 이 겔은 이어서 저온-소성 세라믹으로 결정화되고, 경화된다. 산화물의 용해는 또한 용액의 pH를 상승시키고, 저온-소성 세라믹이 근-중성 pH에서 형성된다.
산-인산염 용액중 산화물의 용해도의 조절로 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹이 생성된다. 용해도가 낮은 산화물 또는 산화물 무기물은 화학 결합된 인산염 세라믹을 형성하기에 최상의 대상인데, 이는 이들의 용해도가 조절될 수 있기 때문이다. 샘플 제형중 금속 산화물은 산-인산염 용액에서 용해도를 저하시키기 위하여 1300℃ 또는 그 이상에서 소성화되는 '사소' 산화마그네슘(MgO)으로서 공지된다. 산화물 분말은 산과의 보다 양호한 반응을 위하여 예비 처리할 수 있다. 한 기술은 분말을 대략 1200 내지 1500℃의 통상의 온도 및 보다 통상적으로는, 1300℃로 소성화시킴을 포함한다. 소성화 공정은 세라믹 형성을 용이하게 하는 무수한 방식으로 산화물 입자의 표면을 개질시키는 것으로 밝혀졌다. 소성화는 입자들이 함께 부착하도록 하고, 또한 결정을 형성하게 하며; 이는 보다 느린 반응 속도를 유도하여 세라믹 형성을 촉진한다. 신속한 반응은 목적하지 않는 분말 침전물을 형성하는 경향이 있다. 이러한 '사소' 산화마그네슘은 이어서 실온에서 산-인산염 용액(예: 인산이수소암모늄 또는 인산이수소칼륨)과 함께 반응시켜 마그네슘 칼륨 인산염의 세라믹을 형성할 수 있다. 산화마그네슘-인산일칼륨의 경우에, MgO('사소' 산화마그네슘), KH2PO4(인산일칼륨) 및 적절한 난용성 실리케이트의 혼합물을 물에 단순히 가하고, 배치 크기에 따라 5 내지 25분 동안 혼합할 수 있다. 인산일칼륨을 물에 먼저 용해시키고, MgO가 용해된 산-인산염 용액을 형성한다. 생성된 '저온-소성' 화학 결합된 산화물-인산염 세라믹은, 본 명세서에서 명확히 기술한 바와 같이 원하는 지연제(예: 붕산)를 포함하여, 물-활성화된 산-인산염 용액으로, 산화물과 방사선 불투과성 부가제의 분말 혼합물을 교반하여 형성하며, 그 용액에는 '사소' 산화마그네슘(MgO)이 용해되고, 인산일칼륨(MKP)과, 그리고 어떤 적용시에는, 적절한 난용성 실리케이트(예: 월라스티나이트)와 반응하는 '저온-소성' 세라믹 시멘트 재료에 통합된다.
세라믹 샘플 제형
샘플 H2O
(g)		 세라믹
(g)		 차폐재
(g)		 입자 크기 밀도
lbs/ft2
1 112.0 198.0 462.0 황산바륨 10㎛(마이크론) 152.0
2 112.0 220.0 220.0 황산바륨
220.0 비스무트		 325메쉬(비스무트) 197.0
3 112.0 198.0 462.0 비스무트 325메쉬 225.0
4 112.0 198.0 462.0 산화세륨(III) 5.24㎛(마이크론) 175.0
5 112.0 264.0 264.0 황산바륨
66.0 비스무트
66.0 산화세륨(III)		 10㎛(마이크론)
325메쉬(비스무트)
5.24㎛(마이크론)		 74.0
6 112.0 바살트(basalt) 분말 462 130.0
Figure 112008048516444-pct00001
Figure 112008048516444-pct00002
* 이 샘플의 높은 감소로 인하여, 납 당량은 60kVp의 튜브 전위에 대해 정확히 보고될 수 없다. 납 당량은 다음의 보다 높은 kVp 셋팅시의 것보다 적지 않다.(이때, kVp - 킬로볼트-피크; mmA1 - )
기술된 공정에서 단계의 특정 순서 또는 계층은 예시적 접근의 예임을 알아야 한다. 디자인 선호도에 근거하여, 공정에서 단계의 특정 순서 또는 계층은 본 발명의 범위 내에 유지되면서, 재배열될 수 있음을 알아야 한다. 첨부된 방법은 샘플 순서대로 다양한 단계의 존재하는 요소를 청구하며, 존재하는 특정 순서 또는 계층으로 한정함을 의미하는 것이 아니다.
본 발명 및 이의 수반되는 이점중 많은 것은 상기 기술에 의해 이해되리라 여겨진다. 또한, 본 발명의 범위 및 취지로부터 벗어남이 없이, 또는 이의 물질 이점중 모두를 희생하지 않고, 이의 구성 요소의 형태, 구성 및 배열에 있어서 다양한 변화가 가능할 수 있음이 분명하리라 여겨진다. 앞서 기술된 본 명세서의 형태는 단순히 이의 예시적 양태이다. 예상되는 특정 변화는 유용한 결합의 표면 원리를 증가시키기 위하여 나노-크기의 구성 성분 물질의 제조를 포함한다. 본 특허에 기술된 화학 결합된 산화물-인산염 방사선 차폐 세라믹중 모두는 아니더라도 대부분이 시멘트, 콘크리트, 드라이월 재료, 피복물 및 그라우팅으로서 제조될 수 있으며, 다양한 형태 및 용도로 붓거나, 분무하거나, 트로우얼(trowel) 및 성형할 수 있다. 따라서, 다음 청구의 범위는 최종적으로 이들 변화 및 잠재력을 전부가 아니라면 대부분 포함하고자 한다.
또한, 본 명세서에 기술된 양태는 방사선 오염 물질 및 구조물에 적용시킬 수 있고, 이들을 캅셀화하여 물질 또는 구조물 내에 오염물을 함유함으로써, 캅셀화된 물질 또는 구조물에 대해 외부로 물질을 차폐 및 보호하기 위하여 적용시킬 수 있다.

Claims (21)

  1. 화학 결합된 산화물-인산염계 세라믹 매트릭스; 및 방사선 차폐재를 포함하는 조성물로서,
    상기 방사선 차폐재가 화학 결합된 산화물-인산염계 세라믹 시멘트 매트릭스에 분산되어 있고,
    상기 방사선 차폐재가 산화바륨, 황산바륨, 산화세륨, 산화텅스텐, 산화가돌리늄 및 열화 산화우라늄으로 이루어진 그룹으로부터 선택되며,
    상기 산화물-인산염계 세라믹 매트릭스가
    (1) 화학식 MHPO4·xH2O의 물질이고, 여기서, M은 Ba(바륨)이고, x는 0, 2, 3 또는 8 중 하나 이상이거나,
    (2) 화학식 MPO4·xH2O의 물질이고, 여기서, M은 Ce(세륨(III)) 또는 U238(열화 우라늄)이고, x는 0, 1.5 또는 2이거나,
    (3) 화학식 MM'PO4·xH2O의 물질이고, 여기서, M은 Ba(바륨)이고, M'는 Li(리튬), Na(나트륨) 또는 K(칼륨)이고, x는 0, 2, 3 또는 6이거나,
    (4) 화학식 GdPO4ㆍH2O(인산가돌리늄)인, 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 인산염계 세라믹 매트릭스가 BiPO4(인산비스무트), CePO4(인산세륨(III)), CePO4·2H2O(인산세륨(III) 이수화물), GdPO41H2O(인산가돌리늄), BaHPO4(인산수소바륨) 및 UPO4(열화 우라늄(U-238) 인산염)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 방사선 차폐재가 산화물-인산염 세라믹에 분산된 적어도 하나 이상의 응집체 또는 분말로서 형성되는, 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 산화물-인산염 세라믹 매트릭스가 두 개 이상의 상이한 금속 인산염을 포함하는, 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 두 개 이상의 상이한 금속 인산염이 인산알루미늄, 인산비스무트, 인산세륨(III), 인산가돌리늄 및 인산수소바륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 조성물.
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  10. 삭제
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  12. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 다층 구조물을 형성하기 위하여 두 개 이상의 방사선 차폐재를 포함하는, 조성물.
  13. 삭제
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Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070102672A1 (en) 2004-12-06 2007-05-10 Hamilton Judd D Ceramic radiation shielding material and method of preparation
US20070289720A1 (en) * 2005-12-13 2007-12-20 University Of South Florida Self-Heating Chemical System for Sustained Modulation of Temperature
US20090107925A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 Chevron U.S.A. Inc. Apparatus and process for treating an aqueous solution containing biological contaminants
KR101078866B1 (ko) 2008-09-24 2011-11-01 김만영 방사능 차폐재 제조방법
US20100090168A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Grancrete, Inc. Radiation shielding structure composition
WO2011046602A1 (en) 2009-10-13 2011-04-21 National Institute Of Aerospace Associates Energy conversion materials fabricated with boron nitride nanotubes (bnnts) and bnnt polymer composites
US8303865B1 (en) * 2009-12-15 2012-11-06 Brown-Cravens-Taylor Enhanced alpha particle emitter
US20140151584A1 (en) * 2012-10-29 2014-06-05 Bloxr Corporation Nuclear radiation shields, shielding systems and associated methods
US9114121B2 (en) 2010-01-07 2015-08-25 Bloxr Solutions, Llc Radiation protection system
US8754389B2 (en) 2010-01-07 2014-06-17 Bloxr Corporation Apparatuses and methods employing multiple layers for attenuating ionizing radiation
CA2820125C (en) * 2010-11-15 2021-02-16 Atomic Energy Of Canada Limited (Aecl) Nuclear fuel containing recycled and depleted uranium, and nuclear fuel bundle and nuclear reactor comprising same
US9233863B2 (en) 2011-04-13 2016-01-12 Molycorp Minerals, Llc Rare earth removal of hydrated and hydroxyl species
US10607742B2 (en) * 2011-05-09 2020-03-31 National Institute Of Aerospace Associates Radiation shielding materials containing hydrogen, boron and nitrogen
CN102842350A (zh) * 2011-06-22 2012-12-26 梁瑶娟 钡基纤维防护板
CN102930908A (zh) * 2011-08-10 2013-02-13 刘学文 无铅植物纤维防护板的制造方法
US20150041723A1 (en) * 2012-02-27 2015-02-12 The Regents Of The University Of California Chemically bonded ceramics based on boron and lead
JP5952604B2 (ja) * 2012-03-22 2016-07-13 株式会社ホクコン 退避施設
RU2606233C2 (ru) * 2012-08-27 2017-01-10 Сименс Акциенгезелльшафт Многослойный материал для радиационной защиты типа сэндвич-структуры
US20140103230A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Dal Hoon KANG Radioactive ray shield or absorption sheet with flexibility and restorability, clothes made of the same, and manufacturing method thereof
JP5341246B1 (ja) * 2012-12-13 2013-11-13 株式会社スーリエ 地表または地中に設置するのを目的とする加硫剤を含有しないゴムシート、および、ゴムシートを用いて放射性物質で汚染された生活環境周辺の地表から放出される放射線を遮蔽する、もしくは、放射線量を低く抑える方法
JP6433134B2 (ja) * 2013-03-19 2018-12-05 株式会社ディ・アンド・ディ 塗布型放射線遮蔽材
JP6212684B2 (ja) * 2013-03-22 2017-10-18 富士化学株式会社 臨界防止被覆材、臨界防止被覆層、及びその形成方法
JP5766747B2 (ja) * 2013-05-30 2015-08-19 旭コンクリート工業株式会社 内部空間にパネルを配したコンクリート製構造物
CN103482958B (zh) * 2013-09-03 2015-08-19 金正敏 一种防辐射建筑陶瓷的制造方法
MX370462B (es) 2014-03-07 2019-12-13 Secure Natural Resources Llc Oxido de cerio (iv) con propiedades de remocion de arsenico excepcionales.
RU2569315C1 (ru) * 2014-05-20 2015-11-20 Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") Способ торкретирования наружных поверхностей радиационно-защитной блок-упаковки
RU2554183C1 (ru) * 2014-05-27 2015-06-27 Открытое акционерное общество "Композит" (ОАО "Композит") Радиационно-защитное терморегулирующее покрытие для космических аппаратов
RU2550156C1 (ru) * 2014-06-03 2015-05-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) Борсодержащий нейтронозащитный материал
CN104150859A (zh) * 2014-08-06 2014-11-19 西南科技大学 一种磷酸镁水泥基γ射线快速屏蔽材料及其制备方法
CN104649605B (zh) * 2015-03-06 2017-12-08 青岛理工大学 一种防辐射混凝土防护剂及其制备方法
KR101796823B1 (ko) * 2015-03-26 2017-11-13 황심연 기능성 건축마감재 제조방법
US10047610B2 (en) 2015-09-08 2018-08-14 Honeywell International Inc. Ceramic matrix composite materials with rare earth phosphate fibers and methods for preparing the same
MX2018003476A (es) * 2015-09-29 2018-06-20 Penn State Res Found Ceramicas y compuestos de sinterizacion en frio.
KR101633632B1 (ko) * 2015-09-30 2016-06-27 김동용 방사능 차폐재
JP2016130744A (ja) * 2016-04-20 2016-07-21 株式会社東芝 熱中性子吸収膜の被覆装置、その方法及び溶融炉心物の回収方法
WO2018007409A1 (en) * 2016-07-05 2018-01-11 ETH Zürich High performance ceramics from cold sintered nanoscale powders
CN106981458B (zh) * 2017-03-24 2020-05-22 武汉利之达科技股份有限公司 一种含腔体结构的三维陶瓷基板及其制备方法
KR102060403B1 (ko) * 2017-08-10 2020-02-11 김기경 방사선 차폐 필터 및, 이를 포함하는 방사선 영상 촬영장치용 필터 어셈블리
CN108658563B (zh) * 2018-05-31 2020-12-11 广东联城住工装备信息科技有限公司 一种矿渣基地聚合物防辐射混凝土及其制备方法
CN108863442A (zh) * 2018-06-13 2018-11-23 南京航空航天大学 一种中子屏蔽复合材料及其制备方法
CN109003692B (zh) * 2018-08-01 2022-05-20 宋广山 一种辐射介质屏蔽材料及其制备方法和用途
CN109279860B (zh) * 2018-11-19 2021-04-30 河北工业大学 3d打印电磁防护轻质高强磷酸盐水泥材料的制备方法
CN109265127B (zh) * 2018-11-19 2021-09-07 河北工业大学 一种3d打印高强高韧性电磁防护材料的制备方法
CN109265128B (zh) * 2018-11-19 2021-03-30 河北工业大学 一种可3d打印的电磁防护磷酸盐材料的制备方法
EP4154278A4 (en) 2020-05-23 2023-06-28 Turing Kimya Endüstri Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi A functional composite and a method for preparing thereof
WO2022025036A1 (ja) * 2020-07-27 2022-02-03 株式会社 東芝 放射線遮蔽体、放射線遮蔽体の製造方法、及び放射線遮蔽構造体
US11771320B2 (en) * 2020-08-27 2023-10-03 GE Precision Healthcare LLC System and method for augmenting patient-technologist communication
KR20220031171A (ko) 2020-09-04 2022-03-11 (주)뉴클리어엔지니어링 광자 및 중성자 동시 차폐 설계 방법, 이를 구현하기 위한 프로그램이 저장된 기록매체 및 이를 구현하기 위해 매체에 저장된 컴퓨터프로그램
CN114436619B (zh) * 2020-11-03 2023-09-01 南京航空航天大学 一种高碳化硼含量磷酸镁基中子屏蔽胶凝材料
CA3203729A1 (en) 2020-12-28 2022-07-07 Hiroshi Fukazawa Inorganic composition and fibers and flakes thereof
WO2022191926A2 (en) * 2021-01-19 2022-09-15 Worcester Polytechnic Institute Cold sprayed radiation shielding
CN115572150B (zh) * 2022-09-29 2023-09-01 贵州大学 一种重晶石防辐射陶瓷板材及制备方法
CN115611513A (zh) * 2022-10-28 2023-01-17 南京玻璃纤维研究设计院有限公司 一种耐辐射玻璃材料及其制备方法与应用
CN116161945A (zh) * 2022-12-23 2023-05-26 河北领标科技发展有限公司 一种防核辐射陶瓷大板及其制备方法与应用
CN116813332B (zh) * 2023-05-06 2024-04-30 河北领标科技发展有限公司 一种防辐射陶瓷岩板及其加工方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5645518A (en) * 1995-01-31 1997-07-08 The University Of Chicago Method for stabilizing low-level mixed wastes at room temperature
US5830815A (en) * 1996-03-18 1998-11-03 The University Of Chicago Method of waste stabilization via chemically bonded phosphate ceramics
US6133498A (en) * 1999-05-05 2000-10-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for producing chemically bonded phosphate ceramics and for stabilizing contaminants encapsulated therein utilizing reducing agents
US6565647B1 (en) * 2002-06-13 2003-05-20 Shieldcrete Ltd. Cementitious shotcrete composition

Family Cites Families (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA765765A (en) 1967-08-22 A. Jackson David Concrete comprising galena ore aggregate, calcium aluminum hydraulic binder and standard aggregates
CA773614A (en) 1967-12-12 T. Hasan Syed Production of ceramic materials
US1576730A (en) * 1924-04-04 1926-03-16 Nat Pigments & Chemical Compan Plaster or concrete opaque to x-rays
US2992175A (en) * 1944-09-02 1961-07-11 Lyle B Borst Neutronic reactor shielding
US3006777A (en) * 1960-08-22 1961-10-31 American Nuclear Shield Corp Building materials
ZA727165B (en) * 1971-10-19 1973-06-27 Ici Ltd Phosphatic materials
JPS5619311B2 (ko) * 1975-01-29 1981-05-07
JPS5285208A (en) * 1976-01-09 1977-07-15 Taki Chemical Method of preedrying indefinite form refractory structures
JPS5292221A (en) * 1976-01-30 1977-08-03 Taki Chemical Manufacture of refractory structure
JPS52135339A (en) * 1976-05-07 1977-11-12 Nisshin Eng Inorganic coat composite
JPS5917195A (ja) * 1982-07-21 1984-01-28 同和鉱業株式会社 高エネルギ−放射線用遮蔽材料
JPS59183399A (ja) 1983-04-04 1984-10-18 佐藤　昌 放射線遮蔽板
JPS61230095A (ja) * 1985-04-04 1986-10-14 株式会社クラレ 放射線防護材料
ATE71293T1 (de) * 1986-09-18 1992-01-15 London Pharmacy Innovation Arzneiformulierung.
JPS63265805A (ja) * 1987-04-21 1988-11-02 Nippon Mining Co Ltd リン酸アルミニウムの製造方法
US4938233A (en) * 1987-08-03 1990-07-03 Techton, Inc. Radiation shield
GB2225479A (en) * 1988-11-25 1990-05-30 Du Pont Canada Method of attenuation of electromagnetic radiation
JP2520978B2 (ja) * 1990-10-05 1996-07-31 動力炉・核燃料開発事業団 放射線遮蔽材
AU1762692A (en) * 1991-03-29 1992-11-02 Raymond S. Chase Silica-containing cement and concrete composition
CN1032833C (zh) * 1992-12-26 1996-09-18 天津纺织工学院 中子和γ射线辐射屏蔽材料
US5402455A (en) * 1994-01-06 1995-03-28 Westinghouse Electric Corporation Waste containment composite
RU94005540A (ru) * 1994-02-16 1996-04-27 Е.А. Точилин Смесь рентгенозащитная "резасил-этп"
JPH0862387A (ja) * 1994-08-26 1996-03-08 Sumitomo Forestry Co Ltd 非含石綿耐火性ｘ線遮蔽板の製造方法
US5786611A (en) * 1995-01-23 1998-07-28 Lockheed Idaho Technologies Company Radiation shielding composition
JPH08250978A (ja) * 1995-03-07 1996-09-27 Mitsubishi Electric Corp 音声用フィルタ装置
US5494513A (en) * 1995-07-07 1996-02-27 National Research Council Of Canada Zeolite-based lightweight concrete products
US6204214B1 (en) 1996-03-18 2001-03-20 University Of Chicago Pumpable/injectable phosphate-bonded ceramics
WO1997034848A1 (en) 1996-03-18 1997-09-25 The University Of Chicago Method of waste stabilization via chemically bonded phosphate ceramics, structural materials incorporating potassium phosphate ceramics
US5819186A (en) * 1996-04-26 1998-10-06 Stephens; Patrick J. Cellular grout radiation barrier
AU730990C (en) 1996-07-08 2002-01-03 3055515 Canada Inc. Method of improving shotcrete technology
RU2117645C1 (ru) 1996-08-30 1998-08-20 Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения Бетонная смесь "бетоносил-с сорбирующий"
RU2156509C2 (ru) * 1997-02-11 2000-09-20 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Слоистый рентгенозащитный материал
US6372157B1 (en) * 1997-03-24 2002-04-16 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Radiation shielding materials and containers incorporating same
JP4557191B2 (ja) * 1998-01-13 2010-10-06 株式会社ナトー研究所 水硬性シリカ系バインダーならびに耐水・耐熱性固化体
CN1314874A (zh) 1998-08-21 2001-09-26 西门子公司 防辐射混凝土和防辐射外壳
US6232383B1 (en) * 1998-11-06 2001-05-15 Nurescell, Inc. Nuclear resistance cell and methods for making same
US7476889B2 (en) 1998-12-07 2009-01-13 Meridian Research And Development Radiation detectable and protective articles
US6153809A (en) * 1999-05-05 2000-11-28 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Polymer coating for immobilizing soluble ions in a phosphate ceramic product
BG63668B1 (bg) * 1999-06-18 2002-08-30 "Йордан Колев Интегрални Мотори" Командитно Дружество Система за компресиране и ежектиране на бутални двигатели
EP1286931A2 (en) * 2000-05-19 2003-03-05 The University Of British Columbia Process for making chemically bonded composite hydroxide ceramics
US6805815B1 (en) * 2000-05-24 2004-10-19 Hanford Nuclear Service, Inc. Composition for shielding radioactivity
US6533821B1 (en) * 2000-06-22 2003-03-18 Thomas Lally Bio-adhesive composition, method for adhering objects to bone
US7429290B2 (en) * 2000-06-22 2008-09-30 Thomas Joseph Lally Fire-retardant coating, method for producing fire-retardant building materials
DE10032220A1 (de) * 2000-07-03 2002-01-24 Sanatis Gmbh Magnesium-ammonium-phosphat-Zemente, deren Herstellung und Verwendung
US6518212B1 (en) * 2000-09-18 2003-02-11 The University Of Chicago Chemically bonded phospho-silicate ceramics
US20020165082A1 (en) * 2001-02-23 2002-11-07 Dileep Singh Radiation shielding phosphate bonded ceramics using enriched isotopic boron compounds
US6608319B2 (en) * 2001-06-08 2003-08-19 Adrian Joseph Flexible amorphous composition for high level radiation and environmental protection
US6919576B2 (en) * 2002-02-04 2005-07-19 Bechtel Bwxt Idaho Llc Composite neutron absorbing coatings for nuclear criticality control
DE10228387B4 (de) * 2002-06-25 2014-10-16 Polygro Trading Ag Behältersystem zum Transport und zur Lagerung hochradioaktiver Materialien
DE10340124A1 (de) * 2002-12-17 2004-07-01 Bayer Ag Bleifreie Mischung als Strahlenschutz-Additiv
DE50304311D1 (de) * 2002-12-17 2006-08-31 Lanxess Deutschland Gmbh Bleifreie mischung als strahlenschutz-additiv
KR100516758B1 (ko) 2003-01-28 2005-09-22 칭 다오 피티엘 켐 리미티드 고강도 시멘트 조성물 및 이를 이용한 패널의 제조방법
US7250119B2 (en) 2004-05-10 2007-07-31 Dasharatham Sayala Composite materials and techniques for neutron and gamma radiation shielding
US20070102672A1 (en) * 2004-12-06 2007-05-10 Hamilton Judd D Ceramic radiation shielding material and method of preparation
RU2372309C1 (ru) 2008-07-15 2009-11-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки
US20100090168A1 (en) * 2008-10-06 2010-04-15 Grancrete, Inc. Radiation shielding structure composition

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5645518A (en) * 1995-01-31 1997-07-08 The University Of Chicago Method for stabilizing low-level mixed wastes at room temperature
US5830815A (en) * 1996-03-18 1998-11-03 The University Of Chicago Method of waste stabilization via chemically bonded phosphate ceramics
US6133498A (en) * 1999-05-05 2000-10-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for producing chemically bonded phosphate ceramics and for stabilizing contaminants encapsulated therein utilizing reducing agents
US6565647B1 (en) * 2002-06-13 2003-05-20 Shieldcrete Ltd. Cementitious shotcrete composition

Also Published As

Publication number Publication date
MX339802B (es) 2016-06-10
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KR20080102128A (ko) 2008-11-24
US20070102672A1 (en) 2007-05-10
US8440108B2 (en) 2013-05-14
RU2446490C2 (ru) 2012-03-27
CA2632764A1 (en) 2008-05-22
JP2016011963A (ja) 2016-01-21
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KR20140049049A (ko) 2014-04-24
IL191901A (en) 2012-10-31
DK1958210T3 (da) 2017-11-06
WO2008060292A3 (en) 2009-04-02
JP5469342B2 (ja) 2014-04-16
RU2008127341A (ru) 2010-01-20
CN101496112B (zh) 2015-11-25
EP1958210A2 (en) 2008-08-20
JP6084266B2 (ja) 2017-02-22
IL191901A0 (en) 2009-09-22
US20130277616A1 (en) 2013-10-24
JP2013167648A (ja) 2013-08-29
KR101578697B1 (ko) 2015-12-21
KR101749946B1 (ko) 2017-06-22

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US6459010B1 (en) Method for packaging industrial, in particular radioactive, waste in apatite ceramics
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