[發(fā)明專利]一種用于屏蔽中子和電子的泡沫鋁

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810078682.6
• 申請(qǐng)日: 2018-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN108342620A
• 公開（公告）日: 2018-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 聶亞子;崔萌萌;謝峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽省一鳴新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C22C21/00
• 分類號(hào): C22C21/00;C22C32/00;C22C1/08;G21F1/08
• 代理公司: 合肥中博知信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34142
• 代理人: 張加寬

本發(fā)明涉及輻射防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于屏蔽中子和電子的泡沫鋁，所述泡沫鋁的泡孔率為65～85％，泡孔直徑為1～3mm，所述的泡沫鋁中填充還有碳化硼和中子吸收劑；其中，泡沫鋁，碳化硼和中子吸收劑重量比為1：(0.3～0.6)：(0.05～0.2)；本發(fā)明通過在泡沫鋁材料中添加碳化硼及中子吸收劑的混合物，控制泡沫鋁材料的泡孔率及泡孔直徑，用于實(shí)現(xiàn)該泡沫鋁材料對(duì)中子和電子優(yōu)異的屏蔽效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輻射防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于屏蔽中子和電子的泡沫鋁。

背景技術(shù)

中子輻射是一種少見的過程，但是其極具危害性，中子與物質(zhì)相互作用時(shí)，主要是和原子核內(nèi)的核力相互作用，與外殼層的電子不會(huì)發(fā)生作用。中子通過物質(zhì)時(shí)具有很強(qiáng)的穿透力，對(duì)人體產(chǎn)生的危險(xiǎn)比相同劑量的X射線、γ射線更為嚴(yán)重。人體受中子輻射后，腸胃和雄性性腺會(huì)嚴(yán)重?fù)p傷、誘導(dǎo)腫瘤的生物效應(yīng)高、并易導(dǎo)致早期死亡，同時(shí)受損傷的機(jī)體易感染且程度重，所致眼晶體混濁的相對(duì)生物效應(yīng)為γ或X射線的2～14倍。造成造血器官衰竭，消化系統(tǒng)損傷，中樞神經(jīng)損傷。還可以造成惡性腫瘤、白血病、白內(nèi)障等。中子輻射還會(huì)產(chǎn)生遺傳效應(yīng)，影響受輻射者后代發(fā)育。

現(xiàn)有技術(shù)中，核電是最具有發(fā)展前景的清潔能源之一，核電站使用的材料普遍具有極強(qiáng)的放射性，對(duì)環(huán)境、人類、動(dòng)物具有較大的危害性，如何進(jìn)行核防護(hù)、防止核污染是一個(gè)復(fù)雜的研究課題。在考慮中子輻射屏蔽的同時(shí)，有時(shí)還需要考慮電子元件的電磁屏蔽，避免電子設(shè)備之間的相互干擾，但是現(xiàn)有技術(shù)中，用于中子輻射防護(hù)的材料功能單一，不同同時(shí)進(jìn)行中子和電子的屏蔽防護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于屏蔽中子和電子的泡沫鋁，其不僅能實(shí)現(xiàn)中子輻射的屏蔽，還能有效避免電磁感應(yīng)造成的電子設(shè)備工作異常。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種用于屏蔽中子和電子的泡沫鋁，所述泡沫鋁的泡孔率為65～85％，泡孔直徑為1～3mm，所述的泡沫鋁中填充還有碳化硼和中子吸收劑；

其中，泡沫鋁，碳化硼和中子吸收劑重量比為1：(0.3～0.6)：(0.05～0.2)。

本發(fā)明中，通過控制泡沫鋁材料的泡孔率及泡孔直徑，并在泡沫鋁中填充碳化硼和中子吸收劑，其中，碳化硼作為一種高硬材料，可以吸收大量的中子而不會(huì)形成任何放射性同位素，該碳化硼填充在泡沫鋁中，隨泡沫鋁發(fā)泡后附著在泡孔表面上，間接的提高了吸收中子的表面積；同時(shí)，該碳化硼也可作為一種增強(qiáng)材料，提高泡沫鋁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

碳化硼的粒度對(duì)于其表面積的影響較大，同等重量的碳化硼，其粒度越小，表面積越大，其所能實(shí)現(xiàn)的吸收中子的能力也就越強(qiáng)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)能實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明所述的碳化硼的粒徑為5～20μm。

所述的中子吸收劑能進(jìn)行中子俘獲，放出次級(jí)的γ光子能量低，易于防護(hù)，易于被碳化硼防護(hù)住，實(shí)現(xiàn)中子輻射的有效控制。本發(fā)明中，所述的中子吸收劑為Gd、Cd、Sm、Eu、Gd化合物，Cd化合物，Sm化合物或Eu化合物，或其組合。

泡沫鋁及其中填充的碳化硼及中子吸收劑的量對(duì)于該屏蔽材料的屏蔽能力具有較大的影響，優(yōu)選的情況下，所述泡沫鋁，碳化硼和中子吸收劑重量比為1：(0.42～0.48)：(0.08～0.15)。

進(jìn)一步的，根據(jù)本發(fā)明，用于所述的泡沫鋁的發(fā)泡劑為氫化鈦或氫化鋯。

進(jìn)一步的，為了確保發(fā)泡劑用于發(fā)泡后形成的泡孔大小滿足要求，所述的發(fā)泡劑經(jīng)研磨并過100～180目篩。

上述用于屏蔽中子和電子的泡沫鋁的制備方法，包括以下步驟：