一種中子屏蔽材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于輻射防護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種中子屏蔽材料及其制備方法。其中屏蔽材料包括硅膠、硅膠固化劑及中子俘獲材料，所述中子俘獲材料為含硼化合物或含鋰化合物中的至少一種。制備方法包括先將硅膠和硅膠固化劑攪拌均勻，然后再加入中子俘獲材料并將這三種材料攪拌均勻，最后將攪拌均勻的混合物加入壓制模具中，擠壓成型，待凝固后脫膜即可。本發(fā)明提供的屏蔽中子屏蔽效果好、柔韌性好、抗拉強(qiáng)度高、可用于不規(guī)則設(shè)備的屏蔽且能夠用于制作防護(hù)衣；制備該屏蔽材料的方法簡(jiǎn)單易于操控，并可在室溫下操作。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于輻射防護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種中子屏蔽材料及其制備方法。 一種中子屏蔽材料及其制備方法

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著核技術(shù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，高能輻射射線已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、科研等 多個(gè)領(lǐng)域，由此帶來的輻射安全與防護(hù)問題也越來越重要。主要防護(hù)對(duì)象是X射線、Y射 線和中子，尤其是中子輻射，其穿透力強(qiáng)，防護(hù)不當(dāng)則會(huì)對(duì)人員及設(shè)備帶來巨大威脅。
[0003] 防護(hù)中子所用的屏蔽材料除了要求其有優(yōu)良的防護(hù)性能以外，還要求材料在輻照 條件下具有優(yōu)越的穩(wěn)定性及一定的力學(xué)性能。目前核反應(yīng)堆、核實(shí)驗(yàn)室、核燃料工廠等場(chǎng)所 使用的中子射線屏蔽多為含硼聚乙烯、含硼樹脂、石蠟、重混凝土、硼化鋁或碳化硼，其中使 用最為廣泛的是重混凝土和含硼聚乙烯。這些材料多是由于含硼量高或氫元素含量高而具 有優(yōu)良的輻射屏蔽性能，但是硬度都比較大且柔韌性和反復(fù)折彎性不好，對(duì)不規(guī)則儀器或 管道進(jìn)行中子屏蔽時(shí)不能很好的貼覆該儀器和管道，并且占用空間較大。同時(shí)，也不利于做 成防護(hù)服用于人體的中子屏蔽。另外，這些屏蔽材料的制作過程也極為復(fù)雜，以硼化鋁為 例，其制作過程還需要高溫煅燒及壓軋的步驟。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] (一）發(fā)明目的
[0005] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明提供了一種中子屏蔽效果好、柔韌性好、抗拉 強(qiáng)度高、可用于不規(guī)則設(shè)備的屏蔽且能夠用于制作防護(hù)衣的中子屏蔽材料及其制備方法。
[0006] (二）技術(shù)方案
[0007] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種中子屏蔽材料，其包括硅膠、硅膠固化劑及中子俘獲材料，其中所述中子俘獲 材料為含硼化合物或含鋰化合物中的至少一種。
[0009] 優(yōu)選地，所述硅膠、硅膠固化劑及中子俘獲材料所占質(zhì)量份數(shù)分別為：1〇〇份、2? 10份及1?50份。
[0010] 優(yōu)選地，所述硅膠、硅膠固化劑及中子俘獲材料所占質(zhì)量份數(shù)分別為：100份、2? 10份及8?30份。
[0011] 優(yōu)選地，所述含硼化合物為WB4C或^BN。
[0012] 優(yōu)選地，所述含鋰化合物為6LiF、6Li2C0 3或6LiOH。
[0013] 一種中子屏蔽材料的制備方法，該方法包括以下步驟：
[0014] (1)將硅膠和硅膠固化劑置入容器內(nèi)，并攪拌均勻；其中硅膠的質(zhì)量份數(shù)為100 份，娃膠固化劑的質(zhì)量份數(shù)為2?10份；
[0015] (2)取中子俘獲材料1?50份，加入步驟（1)所述的容器內(nèi)，并攪拌均勻，中子俘 獲材料為含硼化合物或含鋰化合物中的至少一種；
[0016] (3)將步驟（2)中攪拌均勻的混合物加入壓制模具中，擠壓成型，待凝固后脫膜， 即得到該中子屏蔽材料。
[0017] 優(yōu)選地，所述步驟（2)中中子俘獲材料的質(zhì)量份數(shù)為8?30份。
[0018] 優(yōu)選地，所述步驟（2)中含硼化合物為或、N，所述含鋰化合物為6LiF、 6Li2C03 或 6LiOH。
[0019] 優(yōu)選地，所述步驟（2)中攪拌均勻是在抽真空的條件下進(jìn)行的，以除去攪拌過程 中產(chǎn)生的氣泡。
[0020] 優(yōu)選地，所述步驟（3)中混合物擠壓成型后可放入溫度為40°C?80°C的恒溫箱中 凝固。
[0021] (三）有益效果
[0022] 本發(fā)明提供的中子屏蔽材料，具有以下有益效果：
[0023] (1)防護(hù)效果好。中子俘獲材料為含、化合物或含6Li化合物中的一種，中子吸 收截面大，保證了中子屏蔽效果。（2)力學(xué)性能好。由于其基體材料為硅膠，能滿足屏蔽材 料對(duì)柔韌性好、耐彎折、抗拉強(qiáng)度高的需求，在用于不規(guī)則設(shè)備和管道屏蔽時(shí)，可以較好地 包覆設(shè)備和管道，并且占用空間?。唬?)可用于近距離防護(hù)。由于該材料的柔韌性，還可以 用來制備防護(hù)衣，避免操作人員近距離操作加速器、輻射源或輻射治療儀器時(shí)受到中子輻 射。（4)價(jià)格低廉。
[0024] 制備該屏蔽材料的方法簡(jiǎn)單易于操控，可在室溫下操作。該方法的攪拌順序?yàn)橄?將硅膠和硅膠固化劑攪拌均勻，然后再將中子俘獲材料加入攪拌容器攪拌均勻，此攪拌順 序有利于屏蔽材料后期的凝固及中子俘獲材料在硅膠中均勻分布。另外，在攪拌過程中抽 真空，有利于除去攪拌過程中產(chǎn)生的氣泡。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] -種中子屏蔽材料，其由下列組分按質(zhì)量份數(shù)組成：硅膠100份、硅膠固化劑2份、 中子俘獲材料8份，所述中子俘獲材料為
[0028] 利用該屏蔽材料對(duì)中子引出管道進(jìn)行屏蔽，中子注量率為108n. cnT2. ?Γ1屏蔽材料 的厚度為7mm，屏蔽后的中子注量率為98n. cnT2. s'
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 與實(shí)施例1不同的是，中子屏蔽材料由下列組分按質(zhì)量份數(shù)組成：硅膠100份、硅 膠固化劑5份、中子俘獲材料30份。利用該屏蔽材料對(duì)中子引出管道進(jìn)行屏蔽，中子注量 率為10 8n. cnT2. f屏蔽材料的厚度為5mm，屏蔽后的中子注量率為20n. cnT2. s'
[0031] 實(shí)施例3
[0032] 與實(shí)施例1不同的是，中子屏蔽材料由下列組分按質(zhì)量份數(shù)組成：硅膠100份、硅 膠固化劑10份、中子俘獲材料50份。利用該屏蔽材料對(duì)中子引出管道進(jìn)行屏蔽，中子注量 率為10 8n. cnT2. f屏蔽材料的厚度為5_，屏蔽后的中子注量率為3n. cnT2. s'
[0033] 實(shí)施例4
[0034] 與實(shí)施例1不同的是中子俘獲材料不同，如下表：
[0035] 表1不同的中子俘獲材料
【權(quán)利要求】
1. 一種中子屏蔽材料，其特征在于，其包括硅膠、硅膠固化劑及中子俘獲材料，其中所 述中子俘獲材料為含硼化合物或含鋰化合物中的至少一種。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子屏蔽材料，其特征在于，所述硅膠、硅膠固化劑及中 子俘獲材料所占質(zhì)量份數(shù)分別為：1〇〇份、2?10份及1?50份。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子屏蔽材料，其特征在于，所述中子屏蔽材料，其由下 列組分按質(zhì)量份數(shù)組成：1〇〇份、2?10份及8?30份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子屏蔽材料，其特征在于，所述含硼化合物為或 10BN。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中子屏蔽材料，其特征在于，所述含鋰化合物為6LiF、 6Li 2C03 或 6LiOH。
6. -種中子屏蔽材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： (1) 將硅膠和硅膠固化劑置入容器內(nèi)，并攪拌均勻；其中硅膠的質(zhì)量份數(shù)為100份，硅 膠固化劑的質(zhì)量份數(shù)為2?10份； (2) 取中子俘獲材料1?50份，加入步驟（1)所述的容器內(nèi)，并攪拌均勻，中子俘獲材 料為含硼化合物或含鋰化合物中的至少一種； (3) 將步驟（2)中攪拌均勻的混合物加入壓制模具中，擠壓成型，待凝固后脫膜，即得 到該中子屏蔽材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種中子屏蔽材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2)中 中子俘獲材料的質(zhì)量份數(shù)為8?30份。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種中子屏蔽材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2)中 含硼化合物為1QB 4C或1QBN，所述含鋰化合物為6LiF、6Li 2C03或6LiOH。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種中子屏蔽材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（2)中 攪拌均勻是在抽真空的條件下進(jìn)行的，以除去攪拌過程中產(chǎn)生的氣泡。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種中子屏蔽材料的制備方法，其特征在于，所述步驟（3) 中混合物擠壓成型后可放入溫度為40°C?80°C的恒溫箱中凝固。
【文檔編號(hào)】C08K3/16GK104119682SQ201410342002
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】姚永剛, 王興華, 倪邦發(fā), 肖才錦, 張貴英, 王平生, 金象春, 華龍 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院