引言

    在核技術(shù)的使用裝置之中，防護(hù)材料的質(zhì)量以及體積都極大，若再算上不可或缺的結(jié)構(gòu)材料，嚴(yán)重地阻礙了核技術(shù)應(yīng)用裝置的普遍推廣。為了能夠積極響應(yīng)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)的號(hào)召，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局對(duì)劑量的上限做出了明確規(guī)定，并且在 2003 年發(fā)布了“電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)”。由此可見，對(duì)核輻射防護(hù)材料進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)刻不容緩，必須設(shè)計(jì)出體積小，并且可以經(jīng)受高溫的新型核輻射防護(hù)材料。

    一、物質(zhì)對(duì)放射性射線的具體作用

    所謂的核輻射具體指的是，α 射線、β 射線、中子以及 γ 射線等等。事實(shí)上，不管是在軍事領(lǐng)域，還是在人們的日常生活之中，防護(hù)核輻射都具有非常重要的作用。

    在（1）式當(dāng)中，E _α 指的是 α 粒子的能量，P _i 是材料之中組成元素的具體含量。A _i 指的是元素的原子量大小，Ｒ ₀ 指的是在空氣中 α 射線的射程，ρ 指的是材料的密度。

    β 射線一般情況下為負(fù)電子流，是放射性核在進(jìn)行β 衰變過(guò)程之中，所釋放出來(lái)的一種電子流。其對(duì)物質(zhì)的穿透性一般情況下用射程的遠(yuǎn)近進(jìn)行表示。因?yàn)?β粒子和與物質(zhì)產(chǎn)生作用時(shí)，多次發(fā)生散射，其穿透距離并非一個(gè)固定的數(shù)值，而是一個(gè)分布范圍。伴隨著 β射線的持續(xù)減弱，穿透距離就會(huì)慢慢接近于極限。公式表示為：

    在（2）式當(dāng)中，A 和 Z 分貝表示物質(zhì)的原子量以及原子序數(shù)。因?yàn)殡S著 β 的衰變，通常會(huì)有 γ 射線被釋放出來(lái)，而且后者的穿透性遠(yuǎn)勝于前者，經(jīng)過(guò)推斷便可得出，若是能夠屏蔽 γ 射線，那么一定可以對(duì) β 射線也進(jìn)行有效防護(hù)。

    γ 射線無(wú)論通過(guò)什么物質(zhì)，都會(huì)與其中的原子產(chǎn)生反應(yīng)，隨之減弱。反應(yīng)的三種形式分別為電子對(duì)效應(yīng)、光電效應(yīng)以及康普頓效應(yīng)等等。其中電子效應(yīng)與光電效應(yīng)會(huì)讓 γ 射線的全部能量被物質(zhì)所吸取。低能 γ 射線以及原子序數(shù)大的介質(zhì)以光電效應(yīng)為主，反之則以康普頓效應(yīng)為主。

    二、配方以及工藝設(shè)計(jì)

    上式當(dāng)中，a 為考慮到 γ 射線在厚度 X 0 的防護(hù)層之中的被削弱而引進(jìn)的系數(shù)，u ₁ 是平均有效線性減弱系數(shù)。

    中子輻射所選取的材料，其物質(zhì)中最好包含大量的氫原子，比方說(shuō)石油、石蠟、塑料以及碳?xì)浠衔锏鹊取＿@是因?yàn)橹凶涌梢耘c其質(zhì)量差不多的氫碰撞傳遞能量，讓其盡可能減慢速度，才有可能被吸收。屏蔽的材料及厚度均可以決定中子輻射的衰減。

    在（5）式中，m 指的是質(zhì)量減弱系數(shù)，px 為材料的質(zhì)量厚度，進(jìn)行轉(zhuǎn)化的主要目的是，不管是什么防護(hù)材料，若質(zhì)量減弱系數(shù)與質(zhì)量厚度的乘積一致，就表示其對(duì) γ 射線的防護(hù)效果一致。從別的角度來(lái)說(shuō)，只要設(shè)計(jì)出的材料質(zhì)量減弱系數(shù)和密度夠大，便可以用較小的防護(hù)層厚度來(lái)滿足防護(hù)要求。

    在（6）式當(dāng)中的 m i 和 P i 分別是化合物之中各組成元素的質(zhì)量減弱系數(shù)及在化合物當(dāng)中的質(zhì)量的百分比。

    當(dāng)防護(hù)材料是很多種化合物的混合物時(shí)，（6）式依舊可以用于表示質(zhì)量減弱系數(shù)。經(jīng)過(guò)前面的分析可以知道，大部分防護(hù)對(duì)象的重點(diǎn)是 γ 射線的照射。根據(jù)具體作用和功能的差異，可以將核輻射防護(hù)材料具體分為兩大類，分別為輔助材料以及基本防護(hù)材料。

    在所選擇的防護(hù)材料之中，橡膠和聚乙烯這兩種材料的成形工藝性非常好。在對(duì)這兩種材料的設(shè)備以及生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行調(diào)查研究之后，將輻射交聯(lián)發(fā)泡以及化學(xué)發(fā)泡作為新型防輻射材料的生產(chǎn)工藝。而且輻射交聯(lián)發(fā)泡所制造出來(lái)的產(chǎn)品不均具有耐磨性，還可以抗高溫，不老化，盡可能提升材料的使用壽命。而且，此項(xiàng)工藝能夠確保防輻射材料當(dāng)中的空洞不連貫，方便于洗消，可以將其運(yùn)用于制造在放射性的灰塵環(huán)境下，人員以及設(shè)備防護(hù)器具。至于化學(xué)發(fā)泡，這種工藝所制造出來(lái)的防輻射材料，具備非常好的彈性和柔韌性，而且經(jīng)濟(jì)環(huán)保，可以節(jié)約大量成本。其主要的不足之處在于難以清洗，可以用做存儲(chǔ)放射源以及運(yùn)輸過(guò)程中的防護(hù)材料。

    三、試驗(yàn)?zāi)康暮蜏y(cè)試結(jié)果

    進(jìn)行試驗(yàn)的主要目的主要有三個(gè)：

    首先是在被核輻射污染的環(huán)境下，檢測(cè)新型防護(hù)材料對(duì)有害射線的防護(hù)功能；

    其次是檢測(cè)防護(hù)材料的抗拉以及防火功能；

    最后是測(cè)試防護(hù)材料的實(shí)際功能以及加工工藝性能，從而保障制造各種不同用途的防護(hù)器材不會(huì)對(duì)防護(hù)性能造成嚴(yán)重影響。

    四、結(jié)語(yǔ)

    之所以選取此類新型核輻射防護(hù)材料，主要是出于經(jīng)濟(jì)環(huán)保的考慮，并且靈活運(yùn)用了一般重金屬和高分子材料，對(duì)各類放射性射線以及核輻射的防護(hù)功能，進(jìn)一步滿足不同能量等級(jí)核輻射場(chǎng)合的需求。加工的技術(shù)融入了輻射交聯(lián)這種新技術(shù)，可以將其運(yùn)用于各類特殊情況。在確保核輻射防護(hù)性能過(guò)關(guān)的情況下，運(yùn)用一些功能性材料，使其綜合作用有所提升。

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