钨-镍合金材料对γ射线屏蔽性能的研究
辐射防护材料的研究

SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION科技资讯辐射防护材料的研究付春亮(武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430205)摘要:随着科学技术的高速发展,我国在辐射防护材料的研究逐渐深入,由于具有防辐射能力的材料质量、体积比较大,对于辐射防护材料的大面积推广使用产生了制约。
因此,有关部门应该不断提升研究辐射防护材料的力度,增加研发资金,争取研究出更为优质的辐射防护材料。
该文首先分析辐射防护材料的分类,其次探讨具体的辐射防护屏蔽材料,以期对相关研究具有一定的参考价值。
关键词:辐射防护材料研究中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:1672-3791(2022)07(a)-0058-03Research on Radiation Protection MaterialsFU Chunliang(Wuhan Second Ship Design Institute,Wuhan,Hubei Province,430205China)Abstract:With the rapid development of science and technology,the research of radiation protection materials in China is gradually deepened.Due to the large mass and volume of materials with radiation protection ability,the popularization and use of radiation protection materials have been restricted.Therefore,relevant departments should constantly improve the research on radiation protection materials,increase R &D funds,and strive to develop higher quality radiation protection materials.This paper first analyzes the classification of radiation protection mate‐rials,and then discusses the specific radiation protection shielding materials,in order to have a certain reference value for relevant research.Key Words:Radiation;Protection;Material;Research1辐射防护材料的分类因为α射线以及β射线的质量比较大,穿透能力比较差,在空气中产生的射程比较短,普通衣物即能够预防,除了保证不造成内污染的情况下,因此并不需要做出特殊防护。
基于X,γ射线及中子屏蔽探究

基于X,γ射线及中子屏蔽探究摘要介绍了常见的几种具有较强放射性射线的产生机理和特点,详述了防护这些射线的屏蔽材料的种类和屏蔽原理,提出了新型屏蔽材料的发展方向是研究质地轻、体积小和蔽效果好的纤维材料及添加稀土合金的复合材料,指出了目前屏蔽材料的研究方向是通过改材料制备工艺和提高稀土元素在复合材料中所发挥的作用来增强这些材料的屏蔽效果。
关键词辐射屏蔽材料复合材料前言随着国防科研、放射性医学和核技术应用的不断发展,各种放射性射线被广泛应用,射线对人体的伤害和对环境的破坏也逐渐被人类所认识。
经常接触放射性射线的人会出现皮肤烧伤、毛发脱落、眼痛、白血球减少甚至骨髓瘤等症状,因此,对防护这些射线的各种屏蔽材料的研究便成为一项十分重要和迫切的课题,同时也取得了较大的成果。
本文对这些成果进行了简要的介绍,并提出了该领域未来研究和应用的主要方向。
1 防X射线屏蔽材料X射线是一种光子辐射,本质上是一种电磁波,有很强的穿透力[1 ] ,其波长范围为0. 01~100 ! (1 ! = 1 ×10 - 8 cm) ,主要是由原子内层轨道电子跃迁或高能电子减速时与物质的能量交换作用产生,实验室常用具有高真空的X 射线管来产生。
目前对低能X射线的屏蔽一般采用含铅玻璃、有机玻璃及橡胶等制品,考虑到含铅氧化物的毒性,现在一般采用混凝土或纤维织物来防护X 射线。
最初前苏联科研人员用粘胶纤维织物为对象,通过对聚丙烯腈接枝,用硫酸钠溶液处理接枝共聚材料,最后用醋酸铅溶液处理被改性的织物来制成防护服,此防护服屏蔽效果好,但工艺较复杂,制取难度大。
日本和奥地利的研究人员分别将硫酸钡添加到粘胶纤维中制成防辐射纤维,用该纤维加工的织物经层压或在织物中填加含有屏蔽剂的粘合剂后热压制成的层压织物,均是防护X 射线辐射的良好材料;美国一家辐射公司通过对聚乙烯和聚氯乙烯进行改性成功研制出一种叫demron 的防辐射织物,该聚合物基体的分子结构会使任何一种辐射均遭受大量电子云作用,从而减慢和吸收核辐射。
ni基高温合金γ'相化学腐

ni基高温合金γ'相化学腐摘要:1.镍基高温合金概述2.γ"相的化学腐蚀特点3.镍基高温合金γ"相腐蚀机理4.抗腐蚀策略与应用正文:镍基高温合金是一种广泛应用于航空航天、能源、化工等领域的材料,因其具有优异的高温强度、抗氧化性、耐腐蚀性等性能而备受关注。
然而,镍基高温合金在某些环境下会发生腐蚀,其中γ"相腐蚀是一种较为常见的现象。
本文将对镍基高温合金γ"相的腐蚀特点及机理进行分析,并提出相应的抗腐蚀策略。
一、镍基高温合金概述镍基高温合金是指以镍为基体,加入一定比例的铬、钴、钨、钼等元素组成的一种合金。
在高温环境下,镍基高温合金具有较高的抗氧化性、热疲劳性、蠕变性等性能。
其中,γ"相是镍基高温合金中的一种重要相,对合金的力学性能和腐蚀性能具有显著影响。
二、γ"相的化学腐蚀特点1.腐蚀形态:γ"相腐蚀主要表现为局部腐蚀,如点腐蚀、缝隙腐蚀等。
这些腐蚀形态往往导致合金表面出现坑洼、脱落等损伤。
2.腐蚀速率:γ"相腐蚀速率较快,尤其在高温、高湿、含氧环境下,合金的腐蚀速率更为明显。
3.腐蚀产物:γ"相腐蚀产物主要为氧化物、硫化物等,这些腐蚀产物会进一步加剧合金的腐蚀。
三、镍基高温合金γ"相腐蚀机理1.电化学腐蚀:镍基高温合金在含有氯离子、硫离子等活性离子环境下,易发生电化学腐蚀。
活性离子在合金表面与合金元素发生反应,产生局部腐蚀。
2.氧化膜破裂:镍基高温合金在高温环境下,表面会形成一层氧化膜保护层。
然而,在某些条件下,氧化膜会发生破裂,导致合金表面暴露,进而发生腐蚀。
3.合金元素扩散:在腐蚀过程中,合金中的铬、钨等元素会向腐蚀前沿扩散,使得腐蚀产物不断生成并堆积,从而加速腐蚀进程。
四、抗腐蚀策略与应用1.合金成分优化:通过调整合金成分,提高镍基高温合金的抗氧化性、耐腐蚀性。
例如,增加铬、钨等元素的含量,以提高合金的耐腐蚀性能。
伽马射线在铅和钨-镍合金材料中吸收规律的研究

伽马射线在铅与钨-镍合金材料中吸收规律的研究作者姓名:专业班级:指导教师:摘要本文介绍了利用NaI(TI)闪烁谱仪研究137Cs和60Co等放射源辐射的伽马射线在钨镍合金与铅材料中吸收规律的变化情况。
通过对这二种材料测量结果的比对,得出钨镍合金对伽马射线的吸收远高于传统的屏蔽材料——铅,从而对辐射防护的材料选择上提出了新的见解。
关键词:钨镍合金铅吸收系数半吸收厚度The study on absorption law of γ-ray to tungsten-nickel and lead alloy materialsAbstract:This paper describes the use of NaI (Tl) scintillation spectrometer on 137Cs and 60Co, and other sources of γ-ray radiation on absorption law change in circumstances to the tungsten-nickel alloy materials and lead material. Through this two kinds material of comparison, tungsten-nickel alloy that theγ-ray absorption far higher than traditional shielding materials ---lead, So has put forward new ideason mterial selection to Radiation ProtectionKey words:tungsten-nickel alloy ;Lead material;absorption coefficient;half-absorption thickness目录摘要 (1)The study on absorption law of γ-ray to tungsten-nickel and lead alloy materials.. 1目录 (2)第1章前言 (3)1.1此文选题依据和研究意义 (3)1.2 全球研究发展现状 (3)1.3 研究任务和内容 (5)第2章伽马射线测量的理论知识 (6)2.1 伽马射线的基础知识与认识 (6)2.1.1 伽马射线的概念和性质 (6)2.1.2伽马射线与物质的相互作用 (7)2.2伽马射线的来源 (9)2.2.1 天然放射性 (9)2.2.2 人工放射性 (9)2.3 伽马射线的危害 (10)2.4 伽马射线的利用 (11)第3章仪器选择及测量原理 (13)3.1常用探测器介绍 (13)3.2阈压道宽的确定 (14)第4章实验设备 (18)4.1 实验装置原理图 (18)4.2 仪器原理介绍 (18)4.2.1HW-3204自动定标器 (18)4.2.2 NaI闪烁探测器探测原理 (19)4.3 实验材料介绍 (20)第5章实验及数据处理 (24)5.1实验相关内容 (24)5.2实验步骤 (24)5.3实验数据处理 (25)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第1章前言1.1此文选题依据和研究意义核技术应用已成为现代生活整体的一部分。
kilopower阴影屏蔽优化设计研究

TECHNOLOGY AND INFORMATION科学与信息化2023年5月上 121kilopower阴影屏蔽优化设计研究李晓慧 赵泽龙 安伟健中国原子能科学研究院 核工程设计研究所 北京 102413摘 要 通常反应堆阴影屏蔽在空间核电源系统的总质量中占有一半以上的份额,而在屏蔽设计中,重屏蔽即光子屏蔽材料所占的比重尤其大,因此优化重屏蔽材料的质量和结构在屏蔽设计优化过程中显得尤为重要。
本文针对kilopower空间堆的辐射屏蔽问题,通过对轻、重屏蔽材料的选择、两种材料不同厚度不同位置的分层布置,使得两种组合材料在各种集合效应之间达到一个适当的平衡。
在满足辐射安全要求的前提下,大大优化了阴影屏蔽的质量。
关键词 屏蔽;优化;蒙卡Optimization Design of Shadow Shield for Kilopower Reactor Li Xiao-hui, Zhao Ze-long, An Wei-jianDepartment of Nuclear Engineering Design, China Institute of Atomic Energy, Beijing 102413, ChinaAbstract In general, reactor shadow shielding usually accounts for more than half of the total mass of space nuclear power system. In the shielding design, the heavy shielding material, namely photon shielding material, takes an especially large proportion. Therefore, optimizing the quality and structure of the heavy shielding material is particularly important in the shielding design optimization process. Aiming at the radiation shielding problem of kilopower space reactor. Through the selection of light and heavy shielding materials and the layering arrangement of the two materials in different thicknesses and different positions, the two composite materials can achieve an appropriate balance between various aggregate effects. On the premise of meeting the radiation safety requirements, the quality of shadow shielding is greatly optimized.Key words shielding; optimization; Monte Carlo1 引言众所周知,将一定质量的物体送上太空的花费非常昂贵,因此考虑到火箭运载能力,提高经济性、降低发射难度,在空间核电源设计中有必要在满足载荷(科学探测部)剂量要求和结构工作性能的前提下,将其质量降低到最小。
238Pu低能光子源衰变γ能谱识别

238Pu低能光子源衰变γ能谱识别许旭;刘佳强;陆景彬;刘玉敏;马克岩;杨东;刘运祚【摘要】利用同轴P型高纯锗探测器,对X荧光分析的238 Pu低能光子源进行γ能谱分析,并对233 Pa、224 Ra、212 Pb、212 Bi及208 T l的特征γ射线进行分析,确定上述核素的来源.其中,233 Pa是生产238 Pu的原料237 N p的衰变产物,224 Ra、212 Pb、212 Bi及208 T l均为生产238 Pu的副产物236 Pu的衰变子核.能量为350、440、844、1014、1130、1266、1368、1454 keV的γ射线是α粒子轰击源封装材料引起原子核库伦激发或γ射线照射周边环境引起核激发产生.进行效率刻度后,使用γ能谱法计算各放射性核素的活度,并根据放射性平衡计算各放射性核素的质量.通过对238 Pu源γ能谱的分析,建立计算放射性同位素活度与质量的方法.%The gamma spectrum of 238 Pu low energy photon source which was used for X-ray fluorescence analysis was analyzed by using P-type coaxial HPGe detector .There were characteristic rays of 233 Pa ,224 Ra ,212 Pb ,212Bi and 208 Tl in the spectrum except the characteristic gamma rays of 238 Pu .233 Pa was the decay product of 237 Np ,which was the raw material used to produce238Pu .224Ra ,212Pb ,212Bi and 208Tl were the daughter nuclei of 236 Pu ,which was by-product in the process of 238 Pu's production .Gamma rays of 350 ,440 ,844 ,1014 ,1130 ,1266 ,1368 ,1454 keV were caused by coulomb exci-tation that alpha particles bombarded encapsulation materials of the source ,or nuclear excitation that gamma rays irradiated surroundings .After the basis of efficiency calibra-tion ,the radioactive activity of each radioactive nuclide was calculated by gamma rayspectrometry .The quality of each radioactive nuclide was calculated derived from the principle of radioactive equilibrium .Through the analysis of 238 Pu's gamma ray spec-trum ,the method to calculate the radioisotope activity and the purity of radioactive sources was offered .【期刊名称】《同位素》【年(卷),期】2017(030)004【总页数】10页(P249-258)【关键词】238Pu低能光子源;特征射线;γ能谱法;效率刻度【作者】许旭;刘佳强;陆景彬;刘玉敏;马克岩;杨东;刘运祚【作者单位】吉林大学物理学院,吉林长春 130012;吉林大学物理学院,吉林长春130012;吉林大学物理学院,吉林长春 130012;吉林大学物理学院,吉林长春130012;吉林大学物理学院,吉林长春 130012;吉林大学物理学院,吉林长春130012;吉林大学物理学院,吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】O571.32238Pu放射性同位素是常见的人造放射源之一,为温差核电池常用的燃料,具有良好的辐射特性和物理特性,能满足空间辐射安全的要求,被制成放射性同位素热源广泛用于深空探测等领域[1-2]。
辐射屏蔽材料调研报告

《核材料科学基础》课程考查辐射屏蔽材料调研报告辐射屏蔽材料调研报告摘要:辐射防护材料的研究制备成为科研领域最为重要的课题之一,对国防和民用有着极其重要的意义。
本报告先对按照射线的种类调研,X、γ射线,中子的屏蔽材料进行了调研,对于X射线,分高、低能量调研了现有的屏蔽材料、防护服等;对于γ射线,一般用铅及含铅的化合物进行辐射防护;对于中子,用含氢量较高的屏蔽材料进行防护,或者含硼的化合物进行屏蔽。
然后按照屏蔽材料种类调研,分别从非金属屏蔽材料、金属屏蔽材料及混凝土三个粗略的方面分析总结了一些屏蔽材料。
最后分别分析了屏蔽每种射线现有屏蔽材料的优缺点,并调研了现有研究成果,为给出屏蔽优化结果,总结了屏蔽材料的发展趋势。
关键字:屏蔽材料;X、γ、中子;含硼化合物;屏蔽优化引言在核反应堆和其他辐射源中通常因裂变和衰变而释放出带能力的中子和α、β粒子及γ射线,统称为辐射。
由于辐射对环境造成污染,对操作人员带来伤害,对装置、材料致发热、活化及性能降级是十分必要的,由于α、β粒子在空气中和固体中的射程很短,无需特殊的屏蔽。
相反,中子和γ射线的穿透能力很强,必须重视对它们的屏蔽。
屏蔽材料是根据其在不同核反应中特殊应用而设计制备的,材料的屏蔽效果或慢化特征显然是最重要的因素。
随着国防科研、放射医学和原子能工业的迅速发展,辐射屏蔽材料在越来越多的领域得到广泛应用,对辐射屏蔽材料的性能要求也越来越高,材料的物理学性能、抗辐照性能、热稳定性等也必须加以综合考虑,传统的辐射屏蔽材料如混凝土、不锈钢、铁等很难满足现有应用要求,比如说现有的一些屏蔽材料强韧性难以满足作为结构屏蔽材料的要求、耐热性不好、综合屏蔽效果不良、体积大难于移动及抗辐照能力较差等。
因此,对各种新型辐射屏蔽材料的研究便成为一项十分重要和迫切的课题。
中子与屏蔽材料的各原子核发生相互作用的结果,既可以改变中子的能量和运动方向,中子也可能被原子核吸收。
中子的散射分弹性散射和非弹性散射,除弹性散射外,所有的中子与屏蔽材料相互作用都能造成次级辐射。
辐射屏蔽设计

硼 热中子吸收截面大,产生次级γ射线,很好 的中子慢化和吸收材料;常将硼加到石墨 及聚乙烯中使用。 聚乙烯 含氢丰富,是较好的中子防护材料;易于 加工,不会被活化;容易软化,易燃。
石墨 很好的中子慢化和反射材料, γ射线减弱 性能不好,可以作热屏。 钨合金 γ射线减弱能力强,中子减弱能力差,易产 生次级γ射线;强度很高,常和黏合金属镍、 铜和铁混合在一起。
生物屏蔽
一次屏蔽组成:围板、反射层、吊篮、热 屏蔽、压力容器及混凝土等生物屏蔽层 作用:减弱来自反应堆的核辐射,使一次 屏蔽的外表面剂量水平达到规定的允许标 准; 限制中子对一回路主设备的活化; 降低堆芯中裂变产物的衰变γ辐射强度,便 于停堆后维修。
生物屏蔽
二次屏蔽组成:蒸汽发生器、主泵、稳压器等 主冷却剂辐射源:活化产物、裂变产物、腐蚀 产物 作用:防护来自住冷却剂的辐射,在操纵设备 的地方使辐射减弱到允许水平以下。 辅助系统屏蔽:三废处理等辅助系统设备间所 设置的屏蔽 工艺运输屏蔽:核燃料元件装卸、运输、储存 所设置的屏蔽
核电厂屏蔽
热屏蔽 防止压力容器、混凝土生物屏蔽吸收来 自活性区的快中子和γ辐射的能量而出现 过高的温升,以致损坏。 生物屏蔽 防护工作人员免受过量的辐照,保护有 关设备和仪表安全可靠地运行。
热屏蔽层作用
热屏蔽组件是具有一定厚度的不锈钢圆筒,吊挂 在压力容器内吊篮筒体的外壁上;为了减少热应 力常将热屏蔽分成几层,其间加以冷却。 作用: I. 减弱γ射线,降低反应堆压力壳的热负荷; γ II.通过非弹性散射降低中子能量,从而防止反 应堆压力壳受到辐照损伤; III.作为反射层,减少堆芯中子的泄露; IV.保护反应堆压力壳不受冷却剂温度变化造成 的热冲击。
屏蔽材料特性
密度尽可能大 材料中应具有一定的含氢量,且含氢量应不随 温度变化 活化放射性应尽可能小 具有良好的抗辐照性能 具有一定的机械强度 尽可能大的导热系数 耐熔性和热稳定性好 价格低廉,易于制造和维修
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钨 一镍合金材料对 射线屏蔽性能的研究
陈辛
( 东华A _ 大学 ,江西 抚 州 34 0) r - 1 4 00
摘 要 :文章介绍了利用 N Ir 闪烁谱 仪研究 17 s 6 C 等放射源发出的 射线在钨 一镍合金 与铅材料 中吸收 a(I r) 3C 和 0 o 规律的变化情况 ,通过钨 一镍合金与铅这: 二种材料 的比对 ,得 出钨 一镍合金对 . y射线 的吸 收远 高于传统的屏蔽材 料—铅 。因此 ,钨 一镍合金可 以有效地利用在辐射 防护射线屏蔽方面 ,从而对辐射 防护 的材料选择上提 出了新 的见
t d t n l h ed n tr l r i o a il igmae i s… a i s a la .o tn s n n c e l yC t i n rtc ery t il er s e t nr d a o e d S . u g t - ik l l a u i z a d p e t h s ed t p c it n e ao n le o t a oh h e ia i
ti n s,T ruhtitok d a r lf o pr o,ugt - ikll yhth 一a srtnf g e a hc es hog sw i s t a ocm ai n t s n ncea o a te ry bo i r i rh k h n m e i s n e l t a p o ah h t n
由于 电离辐射对人体有损伤作用 ,过量的辐射
照射会对人体产生危害。因此 ,在发展和利用核能 与核 技 术 的过 程 中对 辐射 安 全 与 防护 的 问题 给予 特
别 的重 视 。传 统 的辐 射 防护 材 料是 铅 ,然 而 随着 核 技 术 的 广 泛应 用 ,在 实 践 中人 们 发现 :铅 作 为辐 射 防护 材 料 有 很 多 弊 端 , 比如会 产 生 二 次 韧致 辐 射 ,
解。
关键词 :钨镍合金 ;铅材料 ;线吸收系数 ;半 吸收厚度 中图分类号 :T 7 L5 文献标识码 :B 文章编号:10 7 7 (0 8 4—0 2 - 4 0 5— 6 6 2 )0 0 6 0
Th s a c n Tu g t n—Nik l l yM a e i l ot e — a h ed n eRe e r h o n se c e o tra r yS il i g Al t h
Pr p r is o e te
Ch nXi e n
( at hn s t e f eh ooy uh u X3 4 0 ,C ia E s C iaI tu c n l ,F zo ,J 4 0 0 hn ) n itoT g
Ab ta tT ip p r e cie eUeo a (1 s itlt ns e t mee n1 7 sa d6 C , n te u cso y ry sr c :hs a e srb st S f l1 ) cn l i p cr tr C n 0 o a doh r o re f_— a d h N iao o o 3 s
Ke r s t g tn n c e l y; e dma e a :i ea s r t nc e i in ; af a s r t n t ik e s y wo d :un se — ik l l L a tr l l b op i o f ce t h l b o i c n s ao i n o - p o h
硬度 比较差 ,同时铅本身是重金属污染源 ,很可能 在使用过程 中造成重金属中毒 。因此 ,寻找一种安 全可靠的防护材料对于从事放射性工作人员的安全
单能的窄束射线 ,在穿透物质时 ,其强度会减弱 , 这种现象称为射线的吸收。射线强度 的衰减服从指
数规 律 :
的优势,它不产生二次韧致辐射 ,硬度大而且 同样 的屏蔽效果厚度仅为铅的 2 。 / 3
l 测量原 理
天然 射线与物质相互作用的三种主要形 式 : 光 电效 应 、康 普 顿散 射 和 形 成 电子对 效 应 。由于 三
种效 应 的结 果 , 射 线通 过物 质时 发生 衰减 ( 吸收) 。
e e t e . eh sp t o w r e e o e a ee t n t d a o r t t n f i l w a u r a dn w i a n mtr l lc o Ra it n P oe i . c vy f ds i s i o i c o
rd a o n a s r t n lw c a g i u tn e et n s n nc e l ymaei l a d l d ma e a. i n e r u h a it no b o p i h n ei cr ms c st t g t - ik l l tras n a tr 1 F t gg t h o g i o a n c a oh u e ao e i i t t te ma pn f h i e e t n ry 一 a si i ee t u s n e el ea s r t n a d 一 a s r t n o a e h p i go edf r n e g r y d r n b t c si t n b pi n t e n f s a nh i o o r ya o i f l t b p o h fh