RU227066U1 - Radiation protection panel - Google Patents
Radiation protection panel Download PDFInfo
- Publication number
- RU227066U1 RU227066U1 RU2023134985U RU2023134985U RU227066U1 RU 227066 U1 RU227066 U1 RU 227066U1 RU 2023134985 U RU2023134985 U RU 2023134985U RU 2023134985 U RU2023134985 U RU 2023134985U RU 227066 U1 RU227066 U1 RU 227066U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- panel
- thickness
- protection
- layers
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 62
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims abstract description 18
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 16
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 14
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 12
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 8
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 7
- 229910052601 baryte Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010428 baryte Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 3
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004980 dosimetry Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000011185 multilayer composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к средствам обеспечения безопасности человека, в частности к конструкциям, применяемым для биологической защиты от ионизирующего и акустического излучения. Радиационно-защитная панель имеет слои, склеенные между собой методом термоформования. Один из слоев выполнен в виде термопластичной полимерной композиции на основе полимерного связующего, пластификатора, экранирующего порошкообразного наполнителя, адгезионной и технологической добавки. Слой термопластичной полимерной композиции имеет толщину от 2 мм до 18 мм. Второй слой выполнен из негорючего листового строительно-отделочного материала на основе магнезиального вяжущего, представляющего собой стекломагниевый лист, толщиной от 6 мм до 8 мм. Радиационно-защитная панель совмещает функции радиационной защиты и звукоизоляции в одной панели. 1 ил. The utility model relates to means of ensuring human safety, in particular to structures used for biological protection from ionizing and acoustic radiation. The radiation protection panel has layers glued together using thermoforming. One of the layers is made in the form of a thermoplastic polymer composition based on a polymer binder, plasticizer, shielding powder filler, adhesive and processing additive. Layer The thermoplastic polymer composition has a thickness from 2 mm to 18 mm. The second layer is made of non-flammable sheet construction and finishing material based on magnesium binder, which is a glass-magnesium sheet with a thickness of 6 mm to 8 mm. The radiation protection panel combines the functions of radiation protection and sound insulation in one panel. 1 ill.
Description
Полезная модель относится к средствам обеспечения безопасности человека, в частности к конструкциям, применяемым для биологической защиты от ионизирующего и акустического излучения. Она может найти применение для защиты персонала в атомной энергетике, промышленных предприятиях при проведении дефектоскопии, в медицинских и научных учреждениях с источниками мощного излучения для снижения интенсивности радиоактивных и акустических излучений до биологически безопасного уровня.The utility model relates to means of ensuring human safety, in particular to structures used for biological protection from ionizing and acoustic radiation. It can be used to protect personnel in the nuclear power industry, industrial enterprises during flaw detection, in medical and scientific institutions with sources of powerful radiation to reduce the intensity of radioactive and acoustic radiation to a biologically safe level.
Работа с любыми источниками ионизирующих излучений предполагает для работающего персонала применение необходимых мер защиты от их воздействия. Одним из основных видов защиты от ионизирующих излучений является применение радиационно-защитных экранов. Наиболее часто для создания защитных преград с радиационными источниками применяются облицовка стен свинцовыми листами, нанесение на стены баритовой штукатурки. Недавние исследования показали, что наибольшими защитными свойствами от радиационного воздействия обладают многослойные композиционные материалы, кроме того высокоэффективные радиационно-защитные материалы получают при оптимальном сочетании свойств металлов и неметаллических материалов. Сочетание в одном изделии материалов, содержащих элементы с большими атомными массами (барит, свинец, вольфрам, и др.) и маленькими атомными массами (полимерные композиции, борсодержащие вещества и др.) позволяет обеспечить эффективную радиационную защиту не только от гамма- и рентгеновского излучения, но и смешанного излучения, включая тепловые и быстрые нейтроны [1, 2]. Working with any sources of ionizing radiation requires working personnel to take the necessary measures to protect themselves from their effects. One of the main types of protection against ionizing radiation is the use of radiation shields. Most often, to create protective barriers with radiation sources, walls are lined with lead sheets and barite plaster is applied to the walls. Recent studies have shown that multilayer composite materials have the greatest protective properties against radiation exposure; in addition, highly effective radiation-protective materials are obtained with an optimal combination of the properties of metals and non-metallic materials. The combination in one product of materials containing elements with large atomic masses (barite, lead, tungsten, etc.) and small atomic masses (polymer compositions, boron-containing substances, etc.) allows for effective radiation protection not only from gamma and x-ray radiation , but also mixed radiation, including thermal and fast neutrons [1, 2].
Вследствие увеличения мощности и числа транспортных и транспортно-технологических потоков, инженерного оборудования на производстве, санитарно-технического и другого оборудования зданий и сооружений, суммарная звуковая мощность источников шума непрерывно повышается. Работа турбогенераторов, электродвигателей насосов и вентиляционных установок, прочего оборудования объектов атомной энергетики сопровождается генерацией постоянного производственного шума различной интенсивности. Для снижения неблагоприятного действия шума на персонал и улучшения звукоизоляции строительных конструкций применяют различные многослойные звукозащитные конструкции, состоящие из слоев различных материалов. Известно, что звукоизолирующая способность многослойной конструкции зависит от ряда факторов, в том числе от материала отдельных слоев и типа их соединения, толщины и поверхностной плотности слоев и др.Due to the increase in the power and number of transport and transport-technological flows, engineering equipment in production, sanitary and other equipment of buildings and structures, the total sound power of noise sources is continuously increasing. The operation of turbogenerators, electric motors of pumps and ventilation units, and other equipment of nuclear power facilities is accompanied by the generation of constant production noise of varying intensity. To reduce the adverse effects of noise on personnel and improve the sound insulation of building structures, various multilayer soundproof structures are used, consisting of layers of various materials. It is known that the soundproofing ability of a multilayer structure depends on a number of factors, including the material of the individual layers and the type of their connection, the thickness and surface density of the layers, etc.
Известны радиационно-защитные изделия (экраны, панели) в виде слоистых материалов.Radiation protective products (screens, panels) in the form of layered materials are known.
Известны панели рентгенозащитные на основе гипсокартона ПРЗ-ГК, состоящие из гипсокартонного листа толщиной 12,5 мм, к которому с помощью специального клеевого состава крепится свинцовый лист толщиной 0,5 мм; 1 мм; 2 мм; 3 мм. Сайт www.tissa-rp.ru [3]. Недостатком указанных рентгенозащитных панелей является токсичность свинцового листа, невысокая эффективность поглощения быстрых нейтронов и высокая масса изделий.Known are X-ray protective panels based on PRZ-GK plasterboard, consisting of a 12.5 mm thick plasterboard sheet, to which a 0.5 mm thick lead sheet is attached using a special adhesive composition; 1 mm; 2 mm; 3 mm. Website www.tissa-rp.ru [3]. The disadvantage of these X-ray protective panels is the toxicity of the lead sheet, the low efficiency of absorption of fast neutrons and the high mass of the products.
Известно применение листового свинца малой толщины в сочетании с полимерными материалами (вспененный каучук, полиэтилен, полипропилен) качестве звукоизолирующего материала в строительстве [4, 5]. Недостатком указанных панелей являются низкие радиационно-защитные и звукоизолирующие свойства.It is known to use thin lead sheets in combination with polymer materials (foamed rubber, polyethylene, polypropylene) as a soundproofing material in construction [4, 5]. The disadvantage of these panels is their low radiation-protective and sound-insulating properties.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является экран для защиты от радиационного излучения, выполненного в виде пластины, имеющей, по меньшей мере, два слоя из термопластичной полимерной композиции, соединенных между собой, между слоями которых размещена армирующая сетка, при этом слои имеют толщину от 1 мм до 10 мм в зависимости от требуемого свинцового эквивалента [6]. Экран обладает радиационно-защитными и гидроизолирующими свойствами, гибкостью, технологичностью на сложных криволинейных поверхностях. Недостатком данного экрана является узкий спектр защиты от ионизирующего излучения и низкие звукоизоляционные свойства.The closest analogue, adopted as a prototype, is a screen for protection against radiation radiation, made in the form of a plate having at least two layers of a thermoplastic polymer composition, interconnected, between the layers of which a reinforcing mesh is placed, and the layers have a thickness from 1 mm to 10 mm depending on the required lead equivalent [6]. The screen has radiation-protective and waterproofing properties, flexibility, and manufacturability on complex curved surfaces. The disadvantage of this screen is the narrow spectrum of protection against ionizing radiation and low sound insulation properties.
Технической задачей полезной модели является создание радиационно-защитной панели с повышенными звукоизоляционными свойствами и расширенным спектром защитных свойств от ионизирующего излучения.The technical task of the utility model is to create a radiation-protective panel with increased sound insulation properties and an expanded range of protective properties against ionizing radiation.
Техническим результатом полезной модели является создание радиационно-защитной панели с высокими звукоизоляционными свойствами, совмещающей функции радиационной защиты и звукоизоляции в одной панели, и расширенным спектром защиты от ионизирующего излучения (защита от рентгеновского и гамма-излучения, потока быстрых и тепловых нейтронов).The technical result of the utility model is the creation of a radiation protection panel with high sound insulation properties, combining the functions of radiation protection and sound insulation in one panel, and an extended spectrum of protection against ionizing radiation (protection against X-ray and gamma radiation, flux of fast and thermal neutrons).
Указанный технический результат достигается за счет того, что радиационно-защитная панель имеет слои, склеенные между собой методом термоформования. Один из слоев выполнен в виде термопластичной полимерной композиции на основе полимерного связующего, пластификатора, экранирующего порошкообразного наполнителя, адгезионной и технологической добавки. Согласно полезной модели, слой термопластичной полимерной композиции имеет толщину от 2 мм до 18 мм, второй слой выполнен из негорючего листового строительно-отделочного материала на основе магнезиального вяжущего, представляющего собой стекломагниевый лист, при этом стекломагниевый лист имеет толщину от 6 мм до 8 мм.This technical result is achieved due to the fact that the radiation-protective panel has layers glued together by thermoforming. One of the layers is made in the form of a thermoplastic polymer composition based on a polymer binder, plasticizer, shielding powder filler, adhesive and processing additive. According to the utility model, the layer of the thermoplastic polymer composition has a thickness from 2 mm to 18 mm, the second layer is made of non-flammable sheet construction and finishing material based on magnesium binder, which is a glass-magnesium sheet, while the glass-magnesium sheet has a thickness from 6 mm to 8 mm.
В качестве негорючего строительно-отделочного материала используется стекломагниевый лист СМЛ ТУ 5772-002-09293133-2012, ТУ 24.4530-004-24762994-2018, ТУ 5742-001-68786058-2012 на основе магнезиального вяжущего толщиной от 6 мм до 8 мм. Стекломагниевый лист экологически чистый универсальный листовой строительно-отделочный материал, так как не содержит в своем составе токсичных компонентов, обладает высокими звукоизолирующими свойствами, механической прочностью и негорючестью, технологичен при изготовлении и монтаже радиационно-защитной панели, пригоден под различную декоративную отделку: облицовку керамической плиткой, окраску, оклейку обоями, декоративное оштукатуривание. Технические характеристики используемых стекломагниевых листов СМЛ: плотность 900-1200 кг/м3, предел прочности при изгибе (в продольном направлении) не менее 8 МПа, твердость не менее 20 МПа, индекс изоляции воздушного шума Rw не менее 44 дБ. Следует также отметить, что диапазон значения индекса изоляции воздушного шума стекломагниевого листа в толщине от 6 мм до 8 мм может составлять 44-46 дБ в зависимости от марки используемого материала [7, 8].Glass-magnesium sheet SML TU 5772-002-09293133-2012, TU 24.4530-004-24762994-2018, TU 5742-001-68786058-2012 based on magnesium binder with a thickness of 6 mm to 8 mm is used as a non-flammable building and finishing material. Glass-magnesium sheet is an environmentally friendly universal sheet construction and finishing material, since it does not contain toxic components, has high soundproofing properties, mechanical strength and non-flammability, is technologically advanced in the manufacture and installation of radiation protection panels, and is suitable for various decorative finishes: ceramic tile cladding , painting, wallpapering, decorative plastering. Technical characteristics of the glass-magnesium sheets used SML: density 900-1200 kg/m3, bending strength (in the longitudinal direction) no less than 8 MPa, hardness no less than 20 MPa, airborne noise insulation index Rw not less than 44 dB. It should also be noted that the range of the airborne noise insulation index of a glass-magnesium sheet with a thickness of 6 mm to 8 mm can be 44-46 dB, depending on the brand of material used [7, 8].
В качестве термопластичной полимерной композиции с радиационно-защитными свойствами используется термопластичный материал Абрис РЗ ТУ 6990-012-52471462-2009 на основе полимерного связующего толщиной от 2 мм до 18 мм. Состав термопластичного материала Абрис РЗ ТУ 6990-012-52471462-2009 аналогичен составу прототипа, включает в себя компоненты при следующем соотношении, мас.%:As a thermoplastic polymer composition with radiation-protective properties, the thermoplastic material Abris RZ TU 6990-012-52471462-2009 based on a polymer binder with a thickness of 2 mm to 18 mm is used. The composition of the thermoplastic material Abris RZ TU 6990-012-52471462-2009 is similar to the composition of the prototype, it includes components in the following ratio, wt.%:
В качестве полимерного связующего используется смесь полимеров из этиленпропиленового каучука, и/или полиизобутилена, и/или сэвилена, в качестве пластификатора используется минеральное масло, в качестве экранирующего порошкообразного наполнителя используется экологически безопасный природный сульфат бария (барит) или свинцовый порошок, в качестве тиксотропной добавки используется комплесное соединение двуокиси кремния, в качестве адгезионной добавки используются алифатические смолы.A mixture of polymers from ethylene propylene rubber and/or polyisobutylene and/or Sevilen is used as a polymer binder; mineral oil is used as a plasticizer; environmentally friendly natural barium sulfate (barite) or lead powder is used as a shielding powder filler; as a thixotropic additive A complex compound of silicon dioxide is used, and aliphatic resins are used as an adhesive additive.
Термопластичная полимерная композиция ослабляет ионизирующее излучение и акустическое излучение, обеспечивает склеивание слоев радиационно-защитной панели за счет адгезионных свойств.The thermoplastic polymer composition weakens ionizing radiation and acoustic radiation, ensures gluing of the layers of the radiation protective panel due to adhesive properties.
Состав и толщина слоя термопластичной полимерной композиции определяется в зависимости от вида и энергии ионизирующего излучения и необходимого уровня защиты (уровня ослабления ионизирующего излучения).The composition and thickness of the layer of thermoplastic polymer composition is determined depending on the type and energy of ionizing radiation and the required level of protection (level of attenuation of ionizing radiation).
На фигуре показано поперечное сечение заявляемой радиационно-защитной панели, состоящей из слоя термопластичной полимерной композиции поз.1 и слоя негорючего строительно-отделочного материала поз. 2.The figure shows a cross-section of the inventive radiation protective panel, consisting of a layer of thermoplastic polymer composition pos. 1 and a layer of non-combustible building and finishing material pos. 2.
Радиационно-защитная панель работает следующим образом.The radiation protection panel works as follows.
Акустическое излучение, попадая на панель радиационной защиты, ослабляется за счет отражения большей части, падающей на нее звуковой энергии, и ослабления ее при прохождении через слои панели из жесткого слоя негорючего строительно-отделочного материала и вязко-упругого слоя термопластичной полимерной композиции, имеющих различную твердость и плотность от 900 кг/м3 до 2300 кг/м3, а также в результате деформаций сдвига и растяжения вязко-упругого слоя термопластичной полимерной композиции.Acoustic radiation hitting the radiation protection panel is attenuated due to the reflection of most of the sound energy incident on it and its weakening when passing through the layers of the panel from a rigid layer of non-combustible building and finishing material and a visco-elastic layer of a thermoplastic polymer composition, having different hardness and density from 900 kg/m3before 2300 kg/m3, as well as as a result of shear and tensile deformations of the viscoelastic layer of the thermoplastic polymer composition.
В результате отражения и ослабления акустического излучения при прохождении звуковой энергии через слои панели, склеенных между собой методом термоформования, показатель индекс изоляции воздушного шума Rw предлагаемого технического решения значительно увеличился и для панели общей толщиной 15 мм (при толщине слоя СМЛ 6 мм и толщине слоя материала Абрис РЗ 9 мм) составляет 59 дБ по сравнению с 44-46 дБ для стекломагниевого листа СМЛ толщиной от 6 мм до 8 мм.As a result of the reflection and attenuation of acoustic radiation when sound energy passes through the layers of the panel glued together by thermoforming, the airborne noise insulation index Rw of the proposed technical solution has increased significantly and for a panel with a total thickness of 15 mm (with a layer thickness of SML 6 mm and a layer thickness of Abris RZ material 9 mm) is 59 dB compared to 44-46 dB for glass-magnesium LSU sheet thickness from 6 mm to 8 mm.
Ионизирующее излучение, попадая на панель радиационной защиты, ослабляется слоем из термопластичной полимерной композиции с радиационно-защитными свойствами.Ionizing radiation entering the radiation protection panel is attenuated by a layer of thermoplastic polymer composition with radiation protective properties.
Особенностью данной панели является то, что предложенная слоистая структура радиационно-защитной панели, помимо высоких радиационно-защитных свойств обладает высокими звукоизоляционными свойствами.A special feature of this panel is that the proposed layered structure of the radiation-protective panel, in addition to high radiation-protective properties, has high sound-proofing properties.
Таким образом, используя предложенную конструкцию, достигнут двойной результат, что позволяет использовать панель не только для защиты от радиационного излучения, но и снижения уровня шума.Thus, using the proposed design, a double result is achieved, which allows the panel to be used not only for protection against radiation, but also for reducing noise levels.
В результате поиска по источникам патентной и научно-технической информации, совокупность признаков, характеризующая описываемую «Радиационно-защитную панель», нами не обнаружена.As a result of a search through sources of patent and scientific and technical information, we did not find a set of features characterizing the described “Radiation Protection Panel”.
Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует, по нашему мнению, критерию «новизна».Thus, the proposed technical solution meets, in our opinion, the “novelty” criterion.
Предложенное техническое решение может найти применение в качестве комплексного средства радиационной защиты от широкого спектра излучений (рентгеновского и гамма-излучения, потока быстрых и тепловых нейтронов) и защиты от шума персонала в атомной энергетике, промышленных предприятиях при проведении дефектоскопии, медицинских и научных учреждениях с источниками мощного излучения.The proposed technical solution can be used as a comprehensive means of radiation protection from a wide range of radiation (X-ray and gamma radiation, flux of fast and thermal neutrons) and protection from personnel noise in the nuclear power industry, industrial enterprises during flaw detection, medical and scientific institutions with sources powerful radiation.
Для изучения радиационно-защитных свойств панели от гамма- излучения использовались радиометрические методы с использованием источника гамма-излучения Cs-137 с энергией E=0,661 МэВ; от рентгеновского излучения с использованием рентгеновских аппаратов при напряжении на рентгеновской трубке 100 кВ по ГОСТ Р 31114.1-2002.To study the radiation-protective properties of the panel from gamma radiation, radiometric methods were used using a Cs-137 gamma radiation source with energy E = 0.661 MeV; from X-ray radiation using X-ray machines at a voltage on the X-ray tube of 100 kV according to GOST R 31114.1-2002.
Звукоизоляционные свойства панели определялись по показателю индекс изоляции воздушного шума Rw, дБ в диапазоне частот воздушного шума 100-3150 Гц, в соответствии с ГОСТ 27296-2012, ГОСТ Р ИСО 3382-2-2013 и СП 51. 13330.2011.The sound insulation properties of the panel were determined by the airborne noise insulation index Rw, dB in the airborne noise frequency range 100-3150 Hz, in accordance with GOST 27296-2012, GOST R ISO 3382-2-2013 and SP 51. 13330.2011.
Проведенные испытания показали эффективность предлагаемой панели для защиты от радиационного и акустического излучения, а проведенные работы по радиационной и акустической защите помещений подтвердили ожидаемые свойства, а именно:The tests carried out showed the effectiveness of the proposed panel for protection against radiation and acoustic radiation, and the work carried out on radiation and acoustic protection of premises confirmed the expected properties, namely:
(СМЛ 6 мм, материал Абрис РЗ 9 мм)(SML 6 mm, material Abris RZ 9 mm)
Способность ослаблять нейтроны материалом Абрис РЗ ТУ 6990-012-52471462-2009 подтверждена испытаниями [9] и соизмерима с ослабляющей способностью наиболее распространенных защитных материалов (полиэтилен):The ability to attenuate neutrons with the Abris RZ TU 6990-012-52471462-2009 material has been confirmed by tests [9] and is comparable to the attenuation ability of the most common protective materials (polyethylene):
Длина релаксации для плотности потока быстрых нейтронов, см, (надкадмиевая область Pu-Be)Relaxation length for fast neutron flux density, cm, (over-cadmium Pu-Be region)
Длина релаксации для плотности потока тепловых нейтронов, см, (источник Pu-Be)Relaxation length for thermal neutron flux density, cm, (Pu-Be source)
Полезная модель может быть изготовлена на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому она соответствует критерию «промышленная применимость».The utility model can be manufactured on standard equipment using known technological processes, so it meets the “industrial applicability” criterion.
Заявленное техническое решение может изготавливаться на предприятии и является единым изделием, состоящем из функциональных элементов, а именно слоев радиационно-защитной панели, соединенных между собой по всей поверхности за счет адгезионных свойств термопластичного материала Абрис РЗ методом термоформования, предпочтительно с использованием мембранно-вакуумного оборудования при воздействии повышенных температур и давления. Термопластичный материал Абрис РЗ на основе полимерного связующего получают путем механического смешения компонентов в смесителе лопастного типа и формуют в пластины заданного типоразмера на валковом или экструзионном оборудовании.The claimed technical solution can be manufactured at the enterprise and is a single product consisting of functional elements, namely layers of a radiation-protective panel, interconnected over the entire surface due to the adhesive properties of the thermoplastic material Abris RZ by thermoforming, preferably using membrane-vacuum equipment at exposure to elevated temperatures and pressure. The thermoplastic material Abris RZ based on a polymer binder is produced by mechanically mixing the components in a paddle-type mixer and molded into plates of a given size using roller or extrusion equipment.
Изготовление радиационно-защитных панелей методом термоформования позволяет получать плоские панели шириной до 1000 мм, длиной до 2500 мм, толщиной до 26 мм.The production of radiation protective panels by thermoforming allows us to produce flat panels up to 1000 mm wide, up to 2500 mm long, and up to 26 mm thick.
Монтаж радиационно-защитных панелей производится на металлический каркас. В зависимости от веса панелей, используется металлический профиль и кронштейны для гипсокартона или специальные металлические рамы с использованием стандартных инструментов и крепежных изделий.Radiation protection panels are installed on a metal frame. Depending on the weight of the panels, a metal profile and drywall brackets or special metal frames are used using standard tools and fasteners.
Заявляемая радиационно-защитная панель является мобильным элементом за счет небольшого веса и оптимальных, удобных для сборки, размеров. Радиационно-защитная панель изготавливается на отечественном сырье.The inventive radiation protection panel is a mobile element due to its low weight and optimal dimensions, convenient for assembly. The radiation protection panel is manufactured using domestic raw materials.
Возможность изготовления полезной модели подтверждается следующими примерами реализации.The possibility of manufacturing a utility model is confirmed by the following implementation examples.
Пример 1. Изготовление радиационно-защитной панели размером 1200×600×10, Pbэкв. 0,5 мм.Example 1. Manufacturing of a radiation protection panel with dimensions 1200×600×10, Pb eq. 0.5 mm.
Сборка и формование панели методом термоформования проводится с применением мембранно-вакуумного пресса. При сборке на рабочую поверхность мембранно-вакуумного пресса укладывается подготовленный стекломагниевый лист СМЛ размером 1200×600×6 мм. Затем на стекломагниевый лист СМЛ накладывается пластина из термопластичного материала Абрис РЗ (наполнитель барит) размером 1200×600 мм толщиной 4,0+0,4 мм. Затем, для склеивания слоев собранной радиационно-защитной панели, на мембранно-вакуумном прессе проводится операция термоформования панели при повышенной температуре и давлении.The assembly and molding of the panel by thermoforming is carried out using a membrane-vacuum press. During assembly, a prepared SML glass-magnesium sheet measuring 1200×600×6 mm is placed on the working surface of the membrane-vacuum press. Then a plate of thermoplastic material Abris RZ (barite filler) measuring 1200×600 mm with a thickness of 4.0+0.4 mm is applied to the SML glass-magnesium sheet. Then, to glue the layers of the assembled radiation-protective panel, the thermoforming operation of the panel is carried out on a membrane-vacuum press at elevated temperature and pressure.
Пример 2. Изготовление радиационно-защитной панели размером 1200×600×26, Pbэкв. 2 мм.Example 2. Manufacturing of a radiation protection panel with dimensions 1200×600×26, Pb eq. 2 mm.
Сборка и формование панели методом термоформования проводится с применением мембранно-вакуумного пресса. При сборке на рабочую поверхность мембранно-вакуумного пресса укладывается подготовленный стекломагниевый лист СМЛ размером 1200×600×8 мм. Затем на стекломагниевый лист СМЛ накладывается пластина из термопластичного материала Абрис РЗ (наполнитель барит) размером 1200×600 мм толщиной 18,0+1,8 мм. Затем, для склеивания слоев собранной радиационно-защитной панели, на мембранно-вакуумном прессе, проводится операция термоформования панели при повышенной температуре и давлении.The assembly and molding of the panel by thermoforming is carried out using a membrane-vacuum press. During assembly, a prepared SML glass-magnesium sheet measuring 1200×600×8 mm is placed on the working surface of the membrane-vacuum press. Then a plate of thermoplastic material Abris RZ (barite filler) measuring 1200×600 mm and thickness 18.0+1.8 mm is applied to the SML glass-magnesium sheet. Then, to glue the layers of the assembled radiation-protective panel, a thermoforming operation of the panel is carried out on a membrane-vacuum press at elevated temperature and pressure.
Пример 3. Изготовление радиационно-защитной панели размером 1200×600×26, Pbэкв. 4 мм.Example 3. Manufacturing of a radiation protection panel with dimensions 1200×600×26, Pb eq. 4 mm.
Сборка и формование панели методом термоформования проводится с применением мембранно-вакуумного пресса. При сборке на рабочую поверхность мембранно-вакуумного пресса укладывается подготовленный стекломагниевый лист СМЛ размером 1200×600×8 мм. Затем на стекломагниевый лист СМЛ накладывается пластина из термопластичного материала Абрис РЗ (наполнитель свинцовый порошок) размером 1200×600 мм толщиной 18,0+1,8 мм. Затем, для склеивания слоев собранной радиационно-защитной панели, на мембранно-вакуумном прессе, проводится операция термоформования панели при повышенной температуре и давлении.The assembly and molding of the panel by thermoforming is carried out using a membrane-vacuum press. During assembly, a prepared SML glass-magnesium sheet measuring 1200×600×8 mm is placed on the working surface of the membrane-vacuum press. Then a plate of thermoplastic material Abris RZ (lead powder filler) with a size of 1200×600 mm and a thickness of 18.0+1.8 mm is applied to the SML glass-magnesium sheet. Then, to glue the layers of the assembled radiation-protective panel, a thermoforming operation of the panel is carried out on a membrane-vacuum press at elevated temperature and pressure.
Негорючий строительно-отделочный материал на основе магнезиального вяжущего, представляющего собой стекломагниевый лист толщиной от 6 мм до 8 мм, оптимален для решения технических задач по созданию защитных преград с высокими звукоизоляционными свойствами в помещениях с радиационными источниками (облицовка стен, потолков, полов). Стекломагниевый лист, толщиной менее 6 мм рекомендуется изготовителями для облицовки только потолков; толщиной более 8 мм для облицовки полов (либо допускается применение листа толщиной 8 мм в два слоя).A non-flammable building and finishing material based on magnesium binder, which is a glass-magnesium sheet with a thickness of 6 mm to 8 mm, is optimal for solving technical problems of creating protective barriers with high sound insulation properties in rooms with radiation sources (cladding walls, ceilings, floors). Glass-magnesium sheet with a thickness of less than 6 mm is recommended by manufacturers for cladding only ceilings; more than 8 mm thick for flooring (or it is allowed to use a sheet 8 mm thick in two layers).
Слой термопластичной полимерной композиции толщиной от 2 мм до 18 мм в конструкции радиационно-защитной панели обеспечивает радиационную защиту от широкого спектра ионизирующего излучения (рентгеновского и гамма-излучения, защиту от потока быстрых и тепловых нейтронов), ослабление акустического излучения в сочетании с жестким слоем из стекломагниевого листа и склеивание слоев радиационно-защитной панели при изготовлении панели методом термоформования. Толщина слоя термопластичной полимерной композиции менее 2 мм снижает показатель свинцового эквивалента ниже заявляемого диапазона. Увеличение толщины слоя термопластичной полимерной композиции более 18 мм не технологично при изготовлении радиационно-защитной панели.A layer of thermoplastic polymer composition with a thickness of 2 mm to 18 mm in the design of the radiation protective panel provides radiation protection from a wide range of ionizing radiation (X-ray and gamma radiation, protection from the flux of fast and thermal neutrons), attenuation of acoustic radiation in combination with a hard layer of glass-magnesium sheet and gluing layers of radiation-protective panel in the manufacture of the panel by thermoforming. A layer thickness of a thermoplastic polymer composition of less than 2 mm reduces the lead equivalent value below the claimed range. Increasing the thickness of the thermoplastic polymer composition layer by more than 18 mm is not technologically feasible in the manufacture of a radiation-protective panel.
Указанный диапазон толщин слоев радиационно-защитной панели оптимален для применения при изготовлении и выполнении защиты помещений, оборудования, инженерных сооружений и персонала от радиоактивного и акустического излучения, обеспечивая более высокие радиационно-защитные и звукоизоляционные свойства заявляемой радиационно-защитной панели по сравнению с прототипом.The specified range of thicknesses of the layers of the radiation-protective panel is optimal for use in the manufacture and protection of premises, equipment, engineering structures and personnel from radioactive and acoustic radiation, providing higher radiation-protective and sound-proofing properties of the inventive radiation-protective panel compared to the prototype.
В таблице сопоставлены технические показатели для заявляемой радиационно-защитной панели и прототипа.The table compares the technical indicators for the proposed radiation protection panel and the prototype.
ТаблицаTable
п/пNo.
p/p
показателейName
indicators
панельClaimed
panel
патент №156 351 от 27.04.2015Prototype
patent No. 156 351 dated 04/27/2015
ширина, мм
длина, мм
толщина, ммGeometric dimensions
width, mm
length, mm
thickness, mm
1000; 1200; 2500
8-26600; 1000
1000; 1200; 2500
8-26
нет данных
2-20no data
no data
2-20
при толщине панели 15 мм (СМЛ 6 мм, материал Абрис РЗ 9 мм)Airborne noise insulation index Rw , dB
with a panel thickness of 15 mm (SML 6 mm, Abris RZ material 9 mm)
при толщине защиты 0,6 см
при толщине защиты 1,7 см
Длина релаксации для плотности потока тепловых нейтронов, см (источник Pu-Be)
при толщине защиты 0,6 см
при толщине защиты 1,7 смRelaxation length for fast neutron flux density, cm (over-cadmium Pu-Be region)
with a protection thickness of 0.6 cm
with a protection thickness of 1.7 cm
Relaxation length for thermal neutron flux density, cm (Pu-Be source)
with a protection thickness of 0.6 cm
with a protection thickness of 1.7 cm
9
1,7
3 5.8
9
1.7
3
нет данныхno data
no data
Из таблицы следует, что предлагаемая радиационно-защитная панель по сравнению с прототипом обладает более широким спектром радиационно-защитных свойств от ионизирующего излучения и высокими звукоизоляционными свойствами. Изготовление радиационно-защитных панелей методом термоформования позволяет получать плоские панели с широким размерным рядом.It follows from the table that the proposed radiation-protective panel, in comparison with the prototype, has a wider range of radiation-protective properties from ionizing radiation and high sound insulation properties. The production of radiation protective panels by thermoforming allows us to obtain flat panels with a wide range of sizes.
Совокупность предлагаемых материалов и конструктивное исполнение предлагаемой радиационно-защитной панели за счет оптимального состава термопластичной полимерной композиции и сочетания слоев радиационно-защитной панели различной толщины и плотности позволяет получить радиационно-защитную панель с высокими звукоизоляционными свойствами, совмещающую функции радиационной защиты и звукоизоляции в одной панели, и расширенным спектром защиты от ионизирующего излучения (рентгеновского и гамма-излучения, потока быстрых и тепловых нейтронов).The combination of the proposed materials and the design of the proposed radiation-protective panel due to the optimal composition of the thermoplastic polymer composition and the combination of layers of the radiation-protective panel of various thicknesses and densities makes it possible to obtain a radiation-protective panel with high sound-proofing properties, combining the functions of radiation protection and sound insulation in one panel, and an extended spectrum of protection against ionizing radiation (X-ray and gamma radiation, flux of fast and thermal neutrons).
Перечисленные признаки отличают предлагаемое техническое решение от прототипа и обуславливают соответствие этого решения требованиям полезной модели.The listed features distinguish the proposed technical solution from the prototype and determine the compliance of this solution with the requirements of the utility model.
ЛитератураLiterature
1. Полимерные композиционные материалы для защиты от радиации: монография / А.Н. Бормотов, А.П. Прошин, Ю.М. Баженов, А.М. Данилов, Ю.А. Соколова. - М.: Издательство «Палеотип», 2006. - 272 с.1. Polymer composite materials for radiation protection: monograph / A.N. Bormotov, A.P. Proshin, Yu.M. Bazhenov, A.M. Danilov, Yu.A. Sokolova. - M.: Publishing house "Paleotype", 2006. - 272 p.
2. Практикум по дозиметрии и радиационной безопасности: учеб. пособие / А.В. Матвеев, В.И. Козаченко, В.П. Котов; под ред. А. В. Матвеева; ГУАП. -СПб., 2006. - 88 с.: ил.2. Workshop on dosimetry and radiation safety: textbook. allowance / A.V. Matveev, V.I. Kozachenko, V.P. Kotov; edited by A. V. Matveeva; SUAI. -SPb., 2006. - 88 p.: ill.
3. www.tissa-rp.ru3. www.tissa-rp.ru
4. www.acousticalmaterials.ru4. www.acousticalmaterials.ru
5. А.А. Илларионова «Применение свинца в строительных и технических сооружениях»// Сборник материалов и докладов XIX Международной научно-технической Уральской школы-семинара металловедов - молодых ученых (Екатеринбург, 19-21 ноября 2018), с. 130-132.5. A.A. Illarionov “The use of lead in construction and technical structures” // Collection of materials and reports of the XIX International Scientific and Technical Ural School-Seminar of Metallurgists - Young Scientists (Ekaterinburg, November 19-21, 2018), p. 130-132.
6. Патент на полезную модель №156 351 от 27.04.2015 МПК G21F 3/04.6. Utility model patent No. 156 351 dated 04/27/2015 IPC G21F 3/04.
7. Свириденко А.В. «Стекломагний: преимущества и перспективы нового строительного материала» // Сборник докладов: в 2 томах. Том 2. Белгород, 2017, Изд-во: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (Белгород).7. Sviridenko A.V. “Glass-magnesium: advantages and prospects of a new building material” // Collection of reports: in 2 volumes. Volume 2. Belgorod, 2017, Publishing house: Belgorod State Technological University named after. V.G. Shukhova (Belgorod).
8. ТУ 5742-001-68786058-2012 Листы стекломагниевые. Технические условия.8. TU 5742-001-68786058-2012 Glass-magnesium sheets. Technical conditions.
9. Отчет УрФУ, г. Екатеринбург, 2012 г.9. Report of UrFU, Ekaterinburg, 2012.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU227066U1 true RU227066U1 (en) | 2024-07-04 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2597651A1 (en) * | 1986-04-16 | 1987-10-23 | Aerospatiale | X-RAY PROTECTIVE MATERIAL AND METHODS OF MAKING THE MATERIAL |
| RU113058U1 (en) * | 2011-09-14 | 2012-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод герметизирующих материалов" | SCREEN FOR PROTECTION AGAINST RADIATION RADIATION |
| RU2522580C2 (en) * | 2012-07-31 | 2014-07-20 | Российская Федерация в лице Открытого акционерного общества "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") | Fire-resistant neutron-protective material |
| RU2561989C1 (en) * | 2014-07-17 | 2015-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Polymer-based radiation-proof material with high resistance to x-ray and neutron radiation |
| RU156351U1 (en) * | 2015-04-27 | 2015-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод герметизирующих материалов" | SCREEN FOR PROTECTION AGAINST RADIATION RADIATION |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2597651A1 (en) * | 1986-04-16 | 1987-10-23 | Aerospatiale | X-RAY PROTECTIVE MATERIAL AND METHODS OF MAKING THE MATERIAL |
| RU113058U1 (en) * | 2011-09-14 | 2012-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод герметизирующих материалов" | SCREEN FOR PROTECTION AGAINST RADIATION RADIATION |
| RU2522580C2 (en) * | 2012-07-31 | 2014-07-20 | Российская Федерация в лице Открытого акционерного общества "Российский концерн по производству электрической и тепловой энергии на атомных станциях" (ОАО "Концерн Росэнергоатом") | Fire-resistant neutron-protective material |
| RU2561989C1 (en) * | 2014-07-17 | 2015-09-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Polymer-based radiation-proof material with high resistance to x-ray and neutron radiation |
| RU156351U1 (en) * | 2015-04-27 | 2015-11-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод герметизирующих материалов" | SCREEN FOR PROTECTION AGAINST RADIATION RADIATION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3424270A (en) | Viscoelastic sound-blocking material with filler of high density particles | |
| JP5405745B2 (en) | Composition for building materials, gypsum board, construction method and walls using them, etc. | |
| RU227066U1 (en) | Radiation protection panel | |
| US3438903A (en) | Plastic radiation and acoustic barrier compositions containing a thixotropic agent | |
| RU2440314C1 (en) | Method to produce building board based on calcium sulfate/barium sulfate | |
| RU223479U1 (en) | Radiation protection panel | |
| Simpkin | A general solution to the shielding of medical x and gamma rays by the NCRP Report No. 49 methods | |
| JP6412991B2 (en) | Transparent incombustible sheet, method for producing the same, and smoke barrier | |
| Christensen et al. | Attenuation characteristics of gypsum wallboard | |
| RU156351U1 (en) | SCREEN FOR PROTECTION AGAINST RADIATION RADIATION | |
| Setunge et al. | Application of acoustic materials in civil engineering | |
| US20090159852A1 (en) | Heavy mass for the execution of radioprotection barriers in an X-ray environment | |
| ZUCCHERINI MARTELLO et al. | Analysis of direct and flanking sound transmission between rooms with curtain wall facades | |
| KR20080026573A (en) | Manufacturing process of board for radiation shield and electromagnetic wave shield | |
| KR101161234B1 (en) | Sound-absorbing material and sound-proof wall employing it | |
| AU2003206481B2 (en) | X-ray resistant lining system | |
| Kanaev et al. | Study of the prospects of using adhesive compositions for designing sound-insulating materials | |
| RU113058U1 (en) | SCREEN FOR PROTECTION AGAINST RADIATION RADIATION | |
| JP2019189476A (en) | Radiation shield board, and method of producing radiation shield board | |
| RU202308U1 (en) | Frameless panel for frameless soundproofing fencing | |
| CN208808111U (en) | A kind of office land used sound insulation curtain cloth | |
| SUBIDA et al. | NOISE MANAGEMENT STRATEGY FOR STONE AND METAL FABRICATION INDUSTRY | |
| TR2021004654A1 (en) | A COMPOSITE INSULATION PANEL | |
| Soliman ElGohary | Noise Risk Management In Buildings According To The Leadership Systems In Energy And Environmental Design | |
| TWM573771U (en) | Sound insulation layer structure |