[發明專利]一種抗輻射的復合球及其制備方法

有效

• 申請號: 202010929266.X
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN112002453B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 蔣賜進;蔣席宗
• 申請（專利權）人: 成都賜進金屬材料有限公司
• 主分類號: G21F1/02
• 分類號: G21F1/02;G21F1/08;G21F1/12
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 陶紅

本發明提供了一種抗輻射的復合球，包括用伽瑪吸收材料制得的空心球，在所述空心球的內部設有中子吸收材料，所述中子吸收材料與所述空心球的內壁之間設有空隙；本申請所提供的抗輻射的復合球通過將伽瑪吸收材料處理成空心球，有效地減輕了材料整體密度，另外將中子吸收材料設置于空心球內部，能將中子撞擊硼時產生的氦氣收納于空心球內部，防止其外溢產生破壞。

技術領域

本發明涉及防輻射材料領域，具體而言，涉及一種抗輻射的復合球及其制備方法。

背景技術

傳統的抗核輻射材料通常包括鉛、鋼、水泥，但是上述材料比重較大，使得由其制備得到的抗輻射設備非常笨重，用量大比較浪費資源，且鉛和鎘都是有毒物質，在生產過程中不但會污染環境，還會對操作工人的身體造成傷害。除此之外，由于輻射的種類比較多，鉛和鎘對γ射線具有較好的防護能力，但是對高能量中子的防護能力卻較弱。在本領域中，在處理中子時，會產生氦氣，且氦氣在材料內部產生，容易造成材料崩裂，從而導致核輻射泄漏。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種抗輻射的復合球，主要用于同時吸收屏蔽伽馬射線和中子，且具有密度小、吸收氦氣的優點；本申請還提供了上述抗輻射的復合球的制備方法。

本發明的實施例通過以下技術方案實現：

一方面提供了一種抗輻射的復合球，包括用伽馬吸收材料制得的空心球，在所述空心球的內部設有中子吸收材料，所述中子吸收材料與所述空心球的內壁之間設有空隙。

進一步地，所述伽馬吸收材料為鎢合金粉末、貧鈾、特種硼鋼和高速鋼中的一種，優選為鎢合金粉末，其中鎢合金粉末的配方為：包括鎢、鐵和銅，按質量百分比計，鎢：（鐵+銅）為（90wt%-95wt%）:（5wt%-10wt%）。

按上述配方所制備得到的鎢合金具有良好的屏蔽伽馬射線的效果。

進一步地，所述中子吸收材料為硼源化合物、鉿合金和鉿氧化物中的一種。

進一步地，所述中子吸收材料為硼源化合物。

進一步地，所述硼源化合物為碳化硼或氮化硼，優選為碳化硼。

中子吸收材料作為內核，需要選用固體材料，碳化硼作為一種含硼固體材料，其中的硼對中子起到吸收屏蔽作用，并且，碳化硼物化性質穩定，容易制取。

進一步地，所述中子吸收材料呈球形。

呈球形的中子吸收材料比表面積大，更有利于規模化生產。

另一方面提供了上述抗輻射的復合球的制備方法，包括如下步驟：

S1、將中子吸收材料制粒；

S2、將模板劑涂敷于步驟S1所得粒狀中子吸收材料的表面；

S3、將伽馬吸收材料和粘接成型劑涂覆于步驟S2所得顆粒物表面制得素胚；

S4、將步驟S3所得素胚放入馬弗爐中，在充氫氣的環境下進行焙燒，隨后取出自然冷卻即得。

進一步地，步驟S1中所制得的中子吸收材料的粒徑為0.5mm-5mm。

在該粒徑范圍內，射線穿過有效界面最大，且保證了合理有效的空隙體積，同時保證了材料整體的密度處于7.0-9.0g/cm³這一較小的范圍。

進一步地，所述模板劑為親水改性后的石蠟或親水改性后的樹脂。

親水改性有利于金屬粉末后續進行入型加工。

進一步地，在步驟S2中，所涂覆的模板劑的厚度為2mm-3mm。