[發明專利]一種具有中子和伽瑪綜合屏蔽效果的耐高溫屏蔽材料

有效

• 申請號: 201310092036.2
• 申請日: 2013-03-21
• 公開（公告）號: CN103183929A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 陳艷;李曉玲;王益元;程翀;譚冰;劉單;左亮周
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08K3/38;C08K3/08
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎;馮衛平

技術領域

本發明涉及反應堆中的屏蔽材料，具體涉及一種具有中子和伽瑪綜合屏蔽效果的耐高溫屏蔽材料。

背景技術

現有的對中子和伽瑪分別進行屏蔽的材料主要為聚乙烯和鉛，在屏蔽設計時一般采用先鉛防護后聚乙烯基材料防護的順序，而中子打在聚乙烯基材料上會產生一定數量的次級伽瑪，易導致輻射水平的升高，不利于屏蔽效果的實現。因此，將中子和伽瑪綜合屏蔽成為核安全領域的重要課題。

現有的中子和伽瑪綜合屏蔽材料主要是鉛硼聚乙烯。在鉛硼聚乙烯復合材料中，聚乙烯的維卡軟化點在100℃左右，正常使用溫度約為70℃。當反應堆發生失水事故時，冷卻劑泄漏將造成堆艙溫度升高，遠高于聚乙烯的材料軟化溫度。若該高溫環境持續較長時間，聚乙烯將發生軟化，因變性而產生空隙，對中子的屏蔽效果將降低，甚至可能導致屏蔽失效，造成巨大的輻射安全隱患。因此，設計出一種具有良好的中子和伽瑪綜合屏蔽效果的屏蔽材料是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種具有中子和伽瑪綜合屏蔽效果的屏蔽材料，可在高溫條件下運行，僅需2cm厚度即可使中子劑量率降低70%以上，使伽瑪劑量率降低40%以上，適用于各類反應堆。

本發明的目的是通過如下技術措施來實現的。

???一種具有中子和伽瑪綜合屏蔽效果的耐高溫屏蔽材料，該材料各組分按質量比為：含5%碳化硼的環氧樹脂58份，鉛39份，偶聯劑、交聯劑等其它用于材料粘合、增強等功能的加工助劑共3份。

????所述具有中子和伽瑪綜合屏蔽效果的耐高溫屏蔽材料的密度為6.06g/cm³。

???上述技術方案中，所述的含5%碳化硼的環氧樹脂為高分子聚合物，密度為2.5g/cm³。環氧樹脂的分子式為C₁₈H₂₀O₃。

????所述的鉛為鉛砂，密度為11.4g/cm³。

本發明具有較好的中子和伽瑪綜合屏蔽效果，僅需2cm厚度即可對常見能量中子的劑量率降低70%以上，可使快中子（能量為1MeV）劑量率降低70%，使中能中子（能量為0.1MeV）劑量率降低92%，使慢中子（能量為1eV）劑量率降低96%，對典型伽瑪能量（60Co或137Cs）的伽瑪劑量率降低40%以上；重量輕，密度僅6.06g/cm³，有較高的維卡軟化溫度（高于220℃），當反應堆發生失水事故時，可保證反應堆安全。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步的描述。

本實施例是將鉛粉、含5%碳化硼的環氧樹脂按39:58的重量比加入容器，加入少量硅烷偶聯劑和DCP（過氧化二異丙苯），混煉，攪拌均勻，加熱后壓模成型，得到具有中子和伽瑪綜合屏蔽效果的耐高溫屏蔽材料的實驗樣品。

表1為實驗樣品對中子的屏蔽性能。

表1

表2為實驗樣品對光子的屏蔽性能。

表2

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