專利名稱:一種防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核輻射屏蔽材料制備技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是涉及到一種防護中子輻射的復(fù) 合屏蔽材料及制備方法。
技術(shù)背景
在核輻射防護技術(shù)領(lǐng)域：
中，由于放射性裝置如核反應(yīng)堆、放射性同位素以及加速 器等在運行過程中都會產(chǎn)生很強的中子輻射，針對中子高穿透性的特點，這就需要采用有 效的中子屏蔽防護措施，以確保環(huán)境場所人員的安全。中子防護的有效措施之一就是采用 合適的屏蔽材料構(gòu)成防輻射屏蔽體。而防護中子輻射的屏蔽材料的防護性能是至關(guān)重要 的。傳統(tǒng)的中子防護材料對中子輻射屏蔽時，會吸收大量的中子，而在吸收中子的同時，產(chǎn) 生俘獲中子后會形成次級Y射線，是對人體產(chǎn)生危害的，比如中子防護材料中最常用的富 氫元素材料，氫元素對中子具有良好的慢化作用，但對慢化后形成的熱中子，氫元素吸收性 能較差，熱中子擴散相當距離后才被吸收，降低了屏蔽效果。而且當氫元素俘獲熱中子后， 會釋放出2.2MeV的γ射線，對于利用中子治療疾病的醫(yī)療設(shè)備是不利的，因此通常需要 在中子屏蔽材料內(nèi)添加熱中子吸收劑。中子吸收劑一般要求具有較高的中子俘獲截面，如 10B (η, α)，具有很大的慢中子吸收截面，但硼俘獲反應(yīng)使產(chǎn)物處于激發(fā)態(tài)，隨后退激而釋放 出0.48MeV的γ射線，對于某些熱中子注量較高的場合，含硼化合物是不適應(yīng)要求的。金 屬鎘也是一種廣泛應(yīng)用的熱中子吸收劑，其對熱中子的吸收截面極大，但鎘中子俘獲后產(chǎn) 生的Y輻射大大超過硼元素，其使用環(huán)境也收到限制。如何解決中子防護材料對中子輻射 屏蔽時產(chǎn)生的次級Y射線，而對人體產(chǎn)生危害，提高人體防護的安全性，是當前本技術(shù)領(lǐng) 域中急需解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種對于中子射線屏蔽性能優(yōu)良、吸收中子后不產(chǎn)生俘獲Y 輻射，有效降低中子輻射的危害，提高人體防護安全性的防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，同 時也提供其制備方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材 料，其特點是由含鋰化合物、富氫化合物和助劑組成混合物，經(jīng)制備工藝處理后制成，其 中混合物中各組分含量為
含鋰化合物70-90 %，
富氫化合物9-30%，
助劑
以上混合物中各組分用量單位以重量百分比計。
上述所述的含鋰化合物包括碳酸鋰、氟化鋰、氯化鋰、氫氧化鋰、硫酸鋰或磷酸 鋰。
上述所述的富氫化合物包括聚乙烯、聚丙烯或乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)的共
3混物。
上述所述的助劑包括硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、抗氧劑1010、抗氧劑7910。
上述所述防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料的制備方法如下，其工藝步驟為按配比 將含鋰化合物、富氫化合物、助劑進行混合，使物料混合均勻，然后在溫度為120-150°C下塑 煉20 30min，然后放入到模具中，在150_190°C的溫度條件下，保持模壓20 25MPa，保壓 1-5小時，自然冷卻出模。
本發(fā)明針對中子輻射防護的需求，采用天然鋰元素化合物，通過提高鋰元素化合 物的含量來提高材料的屏蔽性能，采用含鋰化合物和富氫化合物混合，制備出的中子防護 屏蔽材料，其原理在于，Li元素(鋰元素)俘獲熱中子后，不發(fā)射任何Y射線，反應(yīng)產(chǎn)物皆 處于基態(tài)，Li元素主要包含6Li元素和7Li元素兩種同位素，其中6Li的中子吸收截面遠遠 大于7Li，在吸收熱中子方面起主要作用，但天然鋰中6Li的豐度為15%，對于某些熱中子注 量很高的區(qū)域，要求屏蔽材料既要吸收大量熱中子，又要防止產(chǎn)生次級放射，所以經(jīng)制備工 藝提高了屏蔽材料中的6Li元素百分含量。高鋰化合物含量的復(fù)合屏蔽材料對于熱中子具 有優(yōu)異的屏蔽性能，且吸收中子后不產(chǎn)生俘獲Y輻射，廣泛應(yīng)用于核反應(yīng)堆、核電站、同位 素輻射源、加速器等各種中子輻射源的防護，能有效降低中子輻射的危害，提高人體防護的 安全性，保護患者和操作人員的生理健康。適用于中子注量較高且對Y射線本底有嚴格要 求的應(yīng)用場合，如醫(yī)療領(lǐng)域中放射醫(yī)療設(shè)備的中子防護，例如醫(yī)院中子照射器(IHNI)及核 放射科研領(lǐng)域。
本發(fā)明對中子射線屏蔽性能優(yōu)良、吸收中子后不產(chǎn)生俘獲Y輻射，有效降低中子 輻射的危害，達到了本發(fā)明的目的。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例進一步詳細描述本發(fā)明
實施例1
一種防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，由碳酸鋰、聚乙烯、助劑組成混合物，經(jīng)制備 工藝處理后制成，其中混合物中各組分含量為
碳酸鋰90%，
聚乙烯9%，
硬脂酸鈣0.5%;
抗氧劑7910:0. 5%
以上混合物中各組分用量單位以重量百分比計。
上述所述防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料的制備方法如下，其工藝步驟為按配 比將碳酸鋰、聚乙烯、硬脂酸鈣、抗氧劑7910進行混合，使物料混合均勻，然后在溫度為 120-150°C下塑煉20 30min，然后放入到模具中，在160-190°C的溫度條件下，保持模壓 20 25MPa，保壓4_5小時，自然冷卻出模。
實施例2
一種防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，由氟化鋰、聚丙烯和助劑組成混合物，經(jīng)制備 工藝處理后制成，其中混合物中各組分含量為
氟化鋰70%，
4[0027]聚丙烯29%，
硬脂酸鋅0.5%;
抗氧劑1010:0.5%
以上混合物中各組分用量單位以重量百分比計。
上述所述防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料的制備方法如下，其工藝步驟為按配 比將含氟化鋰、聚丙烯、硬脂酸鋅、抗氧劑1010進行混合，使物料混合均勻，然后在溫度為 120-150°C下塑煉20 30min，然后放入到模具中，在150_180°C的溫度條件下，保持模壓 20 25MPa，保壓1-2小時，自然冷卻出模。
實施例3
一種防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，由氯化鋰、乙烯_乙酸乙烯共聚物共混物和 助劑組成混合物經(jīng)制備工藝處理后制成，其中混合物中各組分含量為
氯化鋰83%，
乙烯-乙酸乙烯共聚物共混物16 %，
硬脂酸0.5%
抗氧劑1010 :0· 5% ；
以上混合物中各組分用量單位以重量百分比計。
上述所述防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料的制備方法如下，其工藝步驟為按配比 將含氯化鋰、乙烯-乙酸乙烯共聚物的共混物、硬脂酸、抗氧劑1010進行混合，使物料混合 均勻，然后在溫度為120-150°c下塑煉20 30min，然后放入到模具中，在170°C的溫度條件 下，保持模壓20 25MPa，保壓3小時，自然冷卻出模。
5
權(quán)利要求
一種防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，其特征在于由含鋰化合物、富氫化合物和助劑組成混合物，經(jīng)制備工藝處理后制成，其中混合物中各組分的含量為含鋰化合物70 90％，富氫化合物9 30％，助劑1％；以上混合物中各組分用量單位以重量百分比計。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，其特征在于所述的含鋰化 合物為碳酸鋰、氟化鋰、氯化鋰、氫氧化鋰、硫酸鋰或磷酸鋰。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，其特征在于的富氫化合物 為聚乙烯、聚丙烯或乙烯-乙酸乙烯共聚物的共混物。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，其特征在于所述助劑為硬 脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、抗氧劑1010或抗氧劑7910。
5.如權(quán)利要求
1所述防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，其制備工藝步驟為按配比將含 鋰化合物、富氫化合物、助劑進行混合，使物料混合均勻，然后在溫度為120-150°C下塑煉 20 30min，然后放入到模具中，在150_190°C的溫度條件下，保持模壓20 25MPa，保壓 1-5小時，自然冷卻出模。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種防護中子輻射的復(fù)合屏蔽材料，由含鋰化合物、富氫化合物和助劑組成混合物，經(jīng)混合、塑煉、模壓、保壓及出模等制備工藝處理后制成。本發(fā)明對中子射線屏蔽性能優(yōu)良、吸收中子后不產(chǎn)生俘獲γ輻射，有效降低中子輻射的危害，提高人體防護的安全性；廣泛應(yīng)用于核反應(yīng)堆、核電站、同位素輻射源、加速器等各種中子輻射源的防護。
文檔編號G21F1/02GKCN101916604SQ201010243283
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月2日
發(fā)明者侯欣鵬, 康興川, 張龍, 徐迪, 李淑鳳, 李鐵軍, 石磊, 賀鵬, 鄭金美, 郭振濤, 鮑矛 申請人:北京富迪創(chuàng)業(yè)科技有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan