[發明專利]用于屏蔽放射性射線的屏蔽材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910004420.X
• 申請日: 2016-06-17
• 公開（公告）號: CN111153643A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 張敏娟;陳韋霖;劉淵豪
• 申請（專利權）人: 南京中硼聯康醫療科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的實施例中提出一種用于屏蔽放射性射線的屏蔽材料，該屏蔽材料由水、膠凝材料、細骨料、粗骨料和外加劑組成，其中細骨料由硼玻璃粉和重晶石砂組成，粗骨料由鉛石和重晶石組成；硼玻璃粉中的硼元素含量占屏蔽材料總重量的0.5％～1％；重晶石砂和重晶石中的硫酸鋇含量占屏蔽材料總重量的71％～75％；其他含量為水、膠凝材料和外加劑，所有成分的含量總和為屏蔽材料總重量的100％。本發明的實施例中還提出了一種用于屏蔽放射性射線的屏蔽材料的制備方法。

技術領域

本發明涉及一種屏蔽材料，尤其涉及一種用于屏蔽放射性射線的屏蔽材料；本發明還涉及一種屏蔽材料的制備方法，尤其涉及一種用于屏蔽放射性射線的屏蔽材料的制備方法。

背景技術

用于屏蔽放射性射線的屏蔽材料是一種能夠有效防護對人體有害射線輻射的新型材料。用于屏蔽放射性射線的屏蔽材料的研制和應用是隨著原子能工業和核技術的發展應用而發展起來的。近些年來，核技術不僅用于國防建設，而且已大量滲透到工業、農業、醫療等各個領域，如核能發電、同位素在工業上的應用、醫療檢測及藥物制造、核廢料的封固等。在生產應用過程中，如何防止核輻射產生的各種射線對人體的傷害，已經是核技術利用中一個不可忽視的問題。

放射性射線主要包括X射線、α射線、β射線、γ射線、中子射線及質子射線等。它們的穿透能力是不同的。α、β粒子和質子具有電荷，當它們和防護物質的原子電場相互作用時，其能量降低，甚至厚度很小的防護材料也能完全擋住它們。因此用于屏蔽放射性射線的混凝土主要屏蔽的是X射線、γ射線和中子射線。

X射線是一種波長極短，能量很大的電磁波，X射線的波長比可見光的波長更短(約在0.001～100納米，醫學上應用的X射線波長約在0.001～0.1納米之間)，它的光子能量比可見光的光子能量大幾萬至幾十萬倍。X射線因其波長短，能量大，照在物質上時，僅一部分被物質所吸收，大部分經由原子間隙而透過，表現出很強的穿透能力。X射線穿透物質的能力與X射線光子的能量有關，X射線的波長越短，光子的能量越大，穿透力越強。X射線的穿透力也與物質密度有關，利用差別吸收這種性質可以把密度不同的物質區分開來。

γ射線是一種高能量高頻率的電磁波，具有極大的穿透能力。當它穿過防護物質，可以被逐漸吸收，但只有防護材料超過某一厚度時，才能完全被吸收。

中子是原子核中不具有電荷的粒子，中子射線即是這些不具電荷的中子構成的中子流。按能量的大小和運動的速度，中子射線又分為慢速中子、中速中子、快速中子，原子核只能俘獲吸收慢中子，快中子只有通過與原子核碰撞才能減速，但某些物質的原子核和中子碰撞時會產生第二次γ射線。中速中子通過輕元素原子核可以減速到被俘獲要求的能量。

原子反應堆和加速器產生的放射線射線主要集中在γ射線和中子射線，即使產生了X射線也是少量的且能量較低，用于屏蔽放射性的屏蔽材料能夠容易的實現對X射線的屏蔽。因此，原子反應堆和加速器的防護問題主要歸結為防護γ射線和中子射線的問題。

對于γ射線，物質的密度愈大，防護性能愈好。幾乎所有的材料對γ射線都具有一定的防護能力，但是采用密度小的輕質材料時，則要求防護結構的厚度很大，這樣增加了建筑面積和容積。采用鉛、鋅、鋼鐵等比重大的材料防護γ射線效果很高，防護結構可以做的較薄，但這些材料價格昂貴。

對于快速中子和中速中子射線，不但需要重元素而且需要充分多的輕元素，最好含有較多的水，因為水中含有最輕元素氫，在這方面水具有優良的防護效果；對于慢速中子射線，則需要考慮含有吸收或屏蔽慢速中子的材料。

普通混凝土是低廉而滿意的用于屏蔽放射性射線的屏蔽材料，但是其密度不大，結合水不多。因此，采用普通混凝土結構時的厚度需要增加。

對防輻射混凝土不但要求容重高含結合水多，而且要求混凝土具有良好的均質性。混凝土結構在施工和使用期中的收縮應最小，不允許存在空洞、裂紋等缺陷。除此之外，還要求混凝土具有一定的結構強度和耐火性。