[發明專利]一種廣譜防護核輻射的功能模塊

在審

• 申請號: 202110843677.1
• 申請日: 2021-07-26
• 公開（公告）號: CN113611436A
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 劉小秦
• 申請（專利權）人: 樊軍歌;劉禹超
• 主分類號: G21F1/02
• 分類號: G21F1/02
• 代理公司: 北京市東方至睿知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11485
• 代理人: 史惠莉

本發明涉及一種廣譜防護核輻射的功能模塊。主要是為解決現有防護核輻射的材料難以起到綜合全面防護的效果，易產生二次輻射的問題而發明的。將聚酰胺切片與碳化硼?10或氮化硼?10的納米顆粒，在螺桿擠壓機內攪拌混合熔融，所得熔體經靜電紡絲成超細纖維，再以超細纖維分別作為經線、緯線，織出高密纖維布。將聚合物切片與固體或粉體硼?10酸或碳化硼?10顆粒等和防老劑混合，在螺桿擠壓機中攪拌、混合、熔融，混合熔體由計量泵送入模具之中，形成聚合塊。將超細纖維布與防護中子輻射材料及聚合塊一起整合在以鉛—鐵合金為內外層殼體的模塊內。優點是輻射水平低于天然本底值，無二次輻射。

技術領域：

本發明涉及一種廣譜防護核輻射的功能模塊。

背景技術：

在核彈（原子彈或氫彈）爆炸和原子核反應堆的工作過程中，會產生強烈的中子輻射、以及α射線、β射線、γ射線和χ射線等輻射，對人體和/或環境造成嚴重的損害。

密閉空間，特別是核潛艇、核航母、核飛機等平臺內的核反應堆，在工作過程中會產生中子、α射線、β射線、γ射線和χ射線等輻射，并產生放射性微塵即核粉塵。核粉塵直徑在5～35納米，與核輻射一樣，嚴重損害人員的健康。

在現有公開文獻中，防護核輻射的材料大多結構功能單一，難以起到綜合全面防護的效果，還容易產生二次輻射，廢物難以處理。特別對于戰略性的機動平臺，如核潛艇、核航母、核飛機內的核反應堆工作時產生的核粉塵，缺乏有效實用的解決方案。

發明內容：

本發明所要解決的技術問題在于提供一種能有效抗擊高強度中子輻射以及α射線、β射線、γ射線和χ射線等對人體和環境的損害有效攔截、吸附核粉塵，且不產生二次輻射的廣譜防護核輻射的功能模塊。

本發明的目的是這樣實現的：

1，將聚酰胺切片與碳化硼-10（¹⁰B₄C）或氮化硼-10（¹⁰BN）的納米顆粒（硼-10豐度大于或等于95%）和防老劑，在螺桿擠壓機內攪拌混合熔融，上述混合物在螺桿擠壓機內的停留時間為20～30分鐘，所得熔體經靜電紡絲成直徑為120～400納米的超細纖維，再以所述超細纖維分別作為經線、緯線，通過織布，制造出目數為600～1000目的高密纖維布。所述目數，即在25.4毫米緯線長度內，排到600～1000根所述的超細纖維經線絲束。所述高密超細纖維布（以下簡稱超細纖維布）可以有效攔截吸附核粉塵，攔截吸附率超過99.9%。

上述碳化硼-10（¹⁰B₄C）或氮化硼-10（¹⁰BN）納米顆粒的加入數量占混合物（聚酰胺切片+碳化硼或氮化硼納米顆粒+防老劑）的10～25%（wt）。防老劑加入量為0.2～0.5%（wt），即防老劑：混合物=0.2～0.5：100，防老劑牌號為聚芳烴專用牌號1010。

2，將聚酰胺、或聚乙烯醇、或聚苯乙烯、或聚酯等聚合物切片中的一種與固體或粉體硼-10酸（H₃¹⁰BO₃）、或碳化硼-10（¹⁰B₄C）顆粒、或氮化硼-10（¹⁰BN）顆粒、或單質硼-10（¹⁰B）顆粒中的一種和防老劑混合，在螺桿擠壓機中攪拌、混合、熔融，混合熔體由計量泵送入模具之中，形成各種形狀的聚合塊。

所述混合物在螺桿擠壓機中的停留時間為45～60分鐘，防老劑加入比例為混合物總量的0.5～1%（wt）。

所述的聚酰胺、或聚乙烯醇、或聚苯乙烯、或聚酯等聚合物切片，都屬普通市售產品，所述固體或粉體硼-10酸（H₃¹⁰BO₃）純度99%，硼-10豐度≥95%；硼-10酸加入比例為15～35%（wt），即硼-10酸/（硼-10酸+聚合物切片+防老劑）=15～35%（wt）。