RU2681520C2 - Слоистый радиационно-защитный материал - Google Patents

Слоистый радиационно-защитный материал Download PDF

Info

Publication number
RU2681520C2
RU2681520C2 RU2016120613A RU2016120613A RU2681520C2 RU 2681520 C2 RU2681520 C2 RU 2681520C2 RU 2016120613 A RU2016120613 A RU 2016120613A RU 2016120613 A RU2016120613 A RU 2016120613A RU 2681520 C2 RU2681520 C2 RU 2681520C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radiation
layers
protective
lead
coating
Prior art date
Application number
RU2016120613A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016120613A (ru
RU2016120613A3 (ru
Inventor
Игорь Александрович Адудин
Александр Владиславович Павлов
Александр Сергеевич Звягин
Ольга Юрьевна Сахновская
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ИнноваПлюс"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "ИнноваПлюс" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ИнноваПлюс"
Priority to RU2016120613A priority Critical patent/RU2681520C2/ru
Publication of RU2016120613A publication Critical patent/RU2016120613A/ru
Publication of RU2016120613A3 publication Critical patent/RU2016120613A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2681520C2 publication Critical patent/RU2681520C2/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F1/00Shielding characterised by the composition of the materials
    • G21F1/12Laminated shielding materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

Изобретение относится к радиационно-защитным материалам (РЗМ) и может быть использовано для изготовления коллективных и индивидуальных средств защиты людей и оборудования от гамма- и рентгеновского излучений. Слоистый радиационно-защитный материал содержит слои тканого материала на основе хлопчатобумажных волокон и размещенные между ними слои эластичного материала, армированные экранирующим порошкообразным наполнителем. Слои тканного материала выполнены из металлизированной ткани, обладающей электрической проводимостью, на которую электрохимическим способом наносится сначала радиационно-защитный материал в виде свинцового покрытия толщиной (75-100)*10мм, а затем композиционное металлофторопластовое покрытие толщиной (60-80)*10мм, а размещенные между слоев металлизированной ткани слои эластичного материала, содержащие серную вулканизующую группу, армированные органозолями свинца в количестве 1-1,5% масс. Изобретение позволяет повысить защитные свойства материала, снизить токсичность и массу, облегчить утилизацию за счет использования электрохимической технологии при формировании радиационно-защитного материала. 2 пр., 1 табл.

Description

Изобретение относится к радиационно-защитным материалам и может быть использовано для изготовления коллективных и индивидуальных средств защиты людей и оборудования от гамма- и рентгеновского излучений.
Техническим результатом изобретения является повышение защитных свойств материала, снижение токсичности и массы, легкость утилизации.
Сущность изобретения: на металлизированную ткань, обладающей электрической проводимостью, электрохимическим способом из борфтористоводородного водного электролита наносится радиационно-защитный материал в виде свинцового покрытия толщиной (75-100)⋅10-3 мм. Для снижения токсичности и повышения защитных свойств на металлизированную ткань со свинцовым покрытием методом электроосаждения наносится композиционное металлофторопластовое покрытие толщиной (60-80)⋅10-3 мм. С целью достижения необходимых радиационно-защитных свойств металлизированная ткань с инкапсулированным свинцом собирается в пакет расчетной толщиной.
Пакет формируется из герметичных слоев металлизированной ткани с инкапсулированным за счет металлофторопластового покрытия свинцом. Герметизация слоев производится за счет предварительной клеевой промазки клеем горячего отверждения на основе синтетического цис-бутадиенового каучука и бензина «Калоша», содержащего серную вулканизующую группу и органозоли свинца в количестве 1-1,5% масс., и последующей автоклавной обработки.
Изобретение относится к радиационно-защитным материалам и может быть использовано для изготовления коллективных и индивидуальных средств защиты людей и оборудования от гамма- и рентгеновского излучений.
Известен слоистый рентгенозащитный материал (Патент Великобритании N 2118410 МКИ G21F 1/12, опубл. 26.10.83.) в составе рентгенозащитных изделий, включающий слои эластичного материала, армированные порошкообразным наполнителем, содержащим свинец или оксид свинца.
Однако недостатком данного материала является недостаточная гибкость и технологичность, значительная масса и токсичность.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является слоистый рентгенозащитный материал (Патент Российской Федерации №2156509 МКИ G21F 1/00, B32B 5/30, опубл. 20.09.2000.) в составе рентгенозащитных изделий, содержащий слои тканого материала на основе хлопчатобумажных волокон и размещенные между ними слои эластичного материала, армированные экранирующим порошкообразным наполнителем.
К недостаткам известного материала относятся недостаточная стойкость хлопчатобумажных волокон к радиационному излучению, высокая стоимость металлорганических и редкоземельных соединений, вероятностное распределение экранирующего порошкообразного наполнителя в эластичном материале.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в разработке материала, пригодного для изготовления радиационно-защитных матов сравнительно невысокой токсичности, малой массы и высокими эксплуатационными характеристиками с фиксированным радиационно-защитным экраном, удельная поверхность которого превышает плоскую поверхность свинцового листа.
Создание пакета из гибких тонких пластин, представляющих собой металлизированную ткань со свинцовым покрытием, позволяет создать объемный радиационно-защитный экран малой массы по сравнению с листовым свинцом, и обеспечить необходимые заданные радиационно-защитные характеристики за счет ослабления гамма - и рентгеновского излучения при реализации, в том числе Комптон - эффекта.
Новый технический результат, обеспечиваемый использованием предлагаемого слоистого РЗМ заключается в повышении эксплуатационных характеристик (низкой массой изделий, компактностью, прогнозируемостью радиационно-защитных характеристик, сравнительно невысокой токсичностью, возможностью утилизации).
Указанные техническая задача и новый технический результат обеспечены тем, что на каждую нить металлизированной ткани наносится электрохимическим способом свинцовое покрытие толщиной (75-100)⋅10-3 мм. На свинцовое покрытие на каждой нити металлизированной ткани методом электроосаждения наносится композиционное металлофторопластовое покрытие толщиной (60-80)⋅10-3 мм. Для придания монолитности, герметичности и эластичности металлизированной ткани производится промазка клеем горячего отверждения на основе синтетического цис-бутадиенового каучука и бензина «Калоша», содержащего серную вулканизующую группу и органозоли свинца в количестве 1-1,5% масс. с последующей автоклавной обработкой. Дополнительный технический результат заключается в повышении радиационно-защитных характеристик материала за счет использования органозолей свинца, обладающих высокоразвитой поверхностью значительно превышающей плоскую поверхность свинцового листа.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. Предлагаемый РЗМ содержит слои металлизированной ткани, обладающей низким электрическим сопротивлением, на которую последовательно нанесены электрохимическим способом сначала свинцовое, а затем металлофторопластовое покрытия. Слои металлизированной ткани обработаны клеем на основе синтетического цис-бутадиенового каучука, содержащим органозоли свинца, и подвержены автоклавной обработки с образованием эластичного монолита.
Радиационно-защитные свойства материала оценивались при использовании методик, представленных в (Алексеев В.П. Ядерная физика. Лабораторный практикум / В.П. Алексеев, В.П Глушаков. - Ярославль: ЯрГУ, 2009. - 236 с.). Выбор рациональной толщины электрохимических покрытий, концентрации органозолей свинца в клее, количества пластин в пакете произведен с учетом достижения высокой эффективности ослабления потока гамма-излучения при сравнительно низкой массы материала. При толщине свинцового покрытия более 100⋅10-3 мм живое сечение металлизированной ткани снижается до 35%, при этом наблюдается увеличение каркасности ткани, снижение ее подвижности.
Снижение толщины покрытия (менее 75⋅10-3 мм) приводит к недостаточной эффективности радиационно-защитных свойств материала. При нанесении (60-80)⋅10-3 мм металлофторопластового покрытия на металлизированную ткань живое сечение снижается до 20-23%, однако дальнейшего увеличения каркасности ткани не происходит. Обеспечение требуемого уровня радиационно-защитных показателей достигается набором расчетного количества слоев металлизированной ткани, содержащей экранирующий наполнитель. Для обеспечения регламентированного коэффициента ослабления гамма-излучения радионуклида Cs-137 в 1,48, формируется пакет толщиной 4 мм из 9 герметичных слоев металлизированной ткани с инкапсулированным за счет металлофторопластового покрытия свинцом толщиной 100⋅10-3 мм. По сравнению с аналогом, содержащим свинцовый наполнитель, масса пакета из предлагаемого материала значительно снижена.
Испытания в условиях лаборатории образцов радиационно-защитного материала дали следующие результаты (образцы толщиной 0,43 мм и 0,9 мм) Линейный коэффициент ослабления гамма - квантов по линии Cs-137 с энергией 0,662 МэВ определен на сцинтиллиционном одноканальном гамма - спектрометре и составил для образца толщиной 0,43 мм - 1,03; для образца толщиной 0,9 мм - 1,016. Масса 1 м2 при толщине 0,43 мм - 2,34 кг. Масса 1 м2 при толщине 0,9 мм - 3,57 кг. Предлагаемый радиационно-защитный материал может быть легко утилизирован на аффинажных предприятиях в сплав Веркблея, так как материал содержит медные нити, покрытые серебром и свинцом.
Таким образом, использование предлагаемого сочетания электрохимических покрытий в составе слоистого материала позволяет получить более высокие, по сравнению с аналогом, радиационно-защитные, массовые показатели, а также обеспечить технологичность, в рамках которых возможна организация серийного выпуска слоистой радиационно-защитной ткани.
К другим преимуществам предлагаемого материала относится сравнительно невысокая стоимость исходных материалов, их доступность. Возможность реализации способа подтверждается следующими примерами реализации.
Пример 1. На металлизированную ткань (ТУ 17 РСФСР 62-4504-77), основой которой служат посеребренные медные нити толщиной от 0,07 до 0,1 мм, (покрытие серебром составляет до 5 10-3 мм) электрохимическим способом из борфтористоводородного водного электролита наносится свинцовое покрытие толщиной 100⋅10-3 мм при температуре 25±5°С с использованием свинцовых анодов при плотности тока 0,5 А/дм2. После нанесения свинцового покрытия с целью снижения экологической безопасности предусмотрены ванны улавливания. После ванн улавливания образцы сушатся при температуре 85±5°С в течение 20 минут. Затем на металлизированную ткань со свинцовым покрытием наносится композиционное никельфторопластовое покрытие толщиной 60⋅10-3 мм методом электроосаждения из водной суспензии фторопластового концентрата на основе поливилиден-фторида Ф-2М (ТУ 6-05-1781-84) с добавлением сульфата никеля - 250 г/л, хлорида никеля 6-водного - 30 г/л и борной кислоты 30 г/л при температуре 18±5°С с использованием никелевых анодов при плотности тока 100 А/м2 в течение 1 часа. Для придания высокой прочности и твердости, высокой стойкости к абразивному износу, истиранию и прорезанию, а также устойчивости к воздействию ионизирующей радиации композиционное никельфторопластовое покрытие после промывки в теплой воде и обдува горячим воздухом при температуре 85±5°С до высыхания (появления видимой белой пленки) в течение 60 минут подвергают оплавлению при температуре 125±5°С. С целью повышения радиационно-защитных свойств, придания монолитности, герметичности и эластичности радиационно-защитного материала производится двухсторонняя промазка металлизированной ткани клеем горячего отверждения на основе синтетического цис-бутадиенового каучука и бензина «Калоша». Для лучшего сцепления клея с тканью первая промазка проводится жидким клеем с отношением массы резиновой смеси к массе бензина 1:3,5, последующая промазка осуществляется клеем при отношении массы резиновой смеси к массе бензина 1:2,5. После автоклавной обработки при температуре 144±5°С и давлении 4 атмосферы толщина однослойного радиационно-защитного материала 0,43 мм.
Пример 2. На образцы металлизированной ткани (ТУ 17 РСФСР 62-4504-77) электрохимическим способом из борфтористоводородного водного электролита, состоящего из основного карбоната свинца с концентрацией 120 г/л, борной кислоты с концентрацией 160 г/л и плавиковой кислоты с концентрацией 120 г/л, включающего добавки столярного клея (0,5 г/л), наносится свинцовое покрытие толщиной 75⋅10-3 мм при температуре 25±5°С с использованием свинцовых анодов при плотности тока 0,5 А/дм2. После нанесения свинцового покрытия с целью снижения экологической безопасности предусмотрены ванны улавливания. После ванн улавливания образцы сушатся при температуре 85±5°С в течение 20 минут. Затем, так же как и в примере 1, на образцы металлизированной ткани со свинцовым покрытием наносится и фиксируется композиционное никельфторопластовое покрытие толщиной 80⋅10-3 мм. После двухсторонней промазки каждого образца металлизированной ткани клеем горячего отверждения на основе синтетического цис-бутадиенового каучука и бензина «Калоша», содержащего органозоли свинца в количестве 1-1,5% масс., образцы дублировались и подвергались автоклавной обработке, по режиму примера 1. Образование органозолей свинца в клее осуществлялось по электрохимической технологии, предусматривающей наличие верхней органической фазы, состоящей из синтетического цис-бутадиенового каучука в количестве 6 граммов, растворенного в 100 мл бензина «Калоша» с добавкой 0,03% масс. олеиновой кислоты, и нижней неорганической фазы, представляющей собой водный раствор формиата свинца концентрацией 2 г/л. При челночном перемещении подвижного платинового катода из нижней фазы, где на поверхности катода зарождаются кристаллические частицы свинца при температуре 10±5°С и плотности тока 8500 А/м2 в течение 1 секунды, в верхнюю, где катодные осадки свинца распределяются в синтетическом цис-бутадиеновом каучуке, происходит образование органозолей свинца и их стабилизация. Данные по составам и свойствам материалов, полученных по примеру 1 и 2 сведены в таблицу. В таблице №1 также представлены характеристики радиационно-защитного мата РЗМ-1.
Figure 00000001
Figure 00000002
Из таблицы видно, что использование в составе предлагаемого материала всех покрытий в заявленных диапазонах соотношений их толщин обеспечивает повышение эффективности ослабления потока радиационного излучения, компактность материала и снижение массы готового изделия по сравнению с серийно выпускаемыми радиационно-защитными матами РЗМ-1.

Claims (1)

  1. Слоистый радиационно-защитный материал, содержащий слои тканого материала на основе хлопчатобумажных волокон и размещенные между ними слои эластичного материала, армированные экранирующим порошкообразным наполнителем, отличающийся тем, что слои тканного материала выполнены из металлизированной ткани, обладающей электрической проводимостью, на которую электрохимическим способом наносится сначала радиационно-защитный материал в виде свинцового покрытия толщиной (75-100)*10-3 мм, а затем композиционное металлофторопластовое покрытие толщиной (60-80)*10-3 мм, а размещенные между слоев металлизированной ткани слои эластичного материала, содержащие серную вулканизующую группу, армированные органозолями свинца в количестве 1-1,5% масс.
RU2016120613A 2016-05-26 2016-05-26 Слоистый радиационно-защитный материал RU2681520C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120613A RU2681520C2 (ru) 2016-05-26 2016-05-26 Слоистый радиационно-защитный материал

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016120613A RU2681520C2 (ru) 2016-05-26 2016-05-26 Слоистый радиационно-защитный материал

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2016120613A RU2016120613A (ru) 2017-11-30
RU2016120613A3 RU2016120613A3 (ru) 2018-10-15
RU2681520C2 true RU2681520C2 (ru) 2019-03-07

Family

ID=60580898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016120613A RU2681520C2 (ru) 2016-05-26 2016-05-26 Слоистый радиационно-защитный материал

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2681520C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU209176U1 (ru) * 2021-05-31 2022-02-04 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко (г. Кострома)" Министерства обороны Российской Федерации Бифункциональный радиационно-защитный экран

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4587277A (en) * 1983-04-04 1986-05-06 Yukiyasu Unno Radiation shield
EP0371699A1 (en) * 1988-11-25 1990-06-06 Du Pont Canada Inc. Radiation protection material
US5525408A (en) * 1993-10-13 1996-06-11 Weir; Donald Radiation - shielding material
RU2069904C1 (ru) * 1993-07-15 1996-11-27 Отделение нейтронных исследований Петербургского института ядерной физики им.Б.П.Константинова РАН Эластичный защитный материал от нейтронного излучения
RU2156509C2 (ru) * 1997-02-11 2000-09-20 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Слоистый рентгенозащитный материал

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4587277A (en) * 1983-04-04 1986-05-06 Yukiyasu Unno Radiation shield
EP0371699A1 (en) * 1988-11-25 1990-06-06 Du Pont Canada Inc. Radiation protection material
RU2069904C1 (ru) * 1993-07-15 1996-11-27 Отделение нейтронных исследований Петербургского института ядерной физики им.Б.П.Константинова РАН Эластичный защитный материал от нейтронного излучения
US5525408A (en) * 1993-10-13 1996-06-11 Weir; Donald Radiation - shielding material
RU2156509C2 (ru) * 1997-02-11 2000-09-20 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Слоистый рентгенозащитный материал

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU209176U1 (ru) * 2021-05-31 2022-02-04 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко (г. Кострома)" Министерства обороны Российской Федерации Бифункциональный радиационно-защитный экран

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016120613A (ru) 2017-11-30
RU2016120613A3 (ru) 2018-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017519205A (ja) 放射線遮蔽用組成物及びその製造方法
Li et al. Enhanced radiation shielding with conformal light-weight nanoparticle–polymer composite
Tiamduangtawan et al. Comparative mechanical, self-healing, and gamma attenuation properties of PVA hydrogels containing either nano-or micro-sized Bi2O3 for use as gamma-shielding materials
CN106003888B (zh) 一种柔性可拉伸电磁屏蔽膜及其制备方法
CN102529239B (zh) 一种层压式中子辐射屏蔽复合材料及其制备方法
RU2681520C2 (ru) Слоистый радиационно-защитный материал
KR102091344B1 (ko) 방사선 차폐용 다층 시트 및 이를 포함하는 점접착성 특수지
US20160284430A1 (en) Coating type radiation-shielding material and radiation-shielding elastomer material
Jena et al. Study the impact property of laminated bamboo-fibre composite filled with cenosphere
Ghaseminejad et al. Investigation of x-ray attenuation property of modification PbO with graphene in epoxy polymer
Evcin et al. Production of barite and boroncarbide doped radiation shielding polymer composite panels
KR101841822B1 (ko) 시멘트에서 방출되는 라돈 차단 도포제의 제조방법 및 그 시공방법
Kim et al. Development of radiation shielding sheet with environmentally-friendly materials; II: evaluation of Barum, Tourmaline, silicon polymers in the radiation shielding sheet
Abdolahzadeh et al. Introducing a novel Polyvinyl chloride/Tungsten composites for shielding against gamma and X-ray radiations
CN104054135B (zh) 包含铒和镨的混合物作为辐射衰减组合物的用途、辐射衰减材料及提供电离辐射防护并包含此组合物的制品
RU2697187C1 (ru) Слоисто-монолитный радиационно-защитный материал
Ha et al. Improved electrical conductivity of CFRP by conductive nano-particles coating for lightning strike protection
CN210052539U (zh) 一种具备装饰或可直接印刷的磁性超柔X/γ射线防护膜片材料及其制品
US20200231811A1 (en) Enhanced radiation shielding with conformal, lightweight nanoparticle-polymer composite
CN109836710B (zh) 一种超柔X/γ射线防护材料及其制备方法
Akarslan et al. Radiation protection by the barite coated fabrics via image processing methodology
RU2681517C1 (ru) Полимерный композит для защиты от ионизирующего излучения на основе трековых мембран и способ его получения
JP2021056192A (ja) 宇宙環境における宇宙線および放射線対策素材探索システム
CN103804943A (zh) 含有纳米级托玛琳的功能塑料及其制备方法
CN204971917U (zh) 防核辐射军用急救毯

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181216

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201026