防辐射混凝土的研究现状与发展趋势

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防辐射水泥的现状及发展趋势分析

防辐射水泥的现状及发展趋势分析

防辐射水泥的现状及发展趋势分析0引言随着现代科学技术的发展,核技术也得到飞速发展,被广泛应用于军事、医学、日常生活及其他各个领域。

特别是在能源问题己经成为世界性难题,全球推进低碳经济的背景下,核电作为一种清洁无排放的新型能源,越来越受到世界各国的重视。

目前,我国的核电事业正处在一个飞速发展的阶段,是全球核电在建规模最大的国家。

鉴于核辐射对环境和人类健康造成了极大的威胁,对环境造成长久破坏,由此核技术的安全性一直是困扰其进一步发展的关键因素。

人们对核辐射防护屏蔽做了大量的研究工作,也研制出了一系列的防护屏蔽材料。

其中,水泥、混凝土材料是目前使用最广泛的防辐射材料。

在防辐射水泥的研究利用领域,目前国内外研究和应用的主要是钡水泥、铭水泥、含硼水泥,这些水泥存在防辐射效果单一且热稳定性差的缺点。

在射线辐射条件下,对防辐射水泥的组成结构转变规律及其长期性能研究不足。

随着核技术的快速发展和广泛应用,核辐射防护屏蔽标准必然越来越高,迫切需要一种高效、全面、稳定的防辐射水泥用于核辐射防护。

在对防辐射水泥研究现状、存在问题进行总结的基础上,提出对防辐射水泥研究发展趋势的思考。

1防辐射材料研究状况1. 1防辐射材料的屏蔽机制核辐射中主要有。

p.y.X射线及中子射线。

在这些射线中。

p射线穿透力弱,很容易被吸收,一般厚度的防护材料就能屏蔽。

防核辐射材料主要屏蔽的是y.X射线和中子射线。

材料对电离辐射的屏蔽作用是通过材料中所含的吸收物质对吸收射线完成的。

物质对射线的吸收以两种方式进行,即能量吸收和粒子吸收。

能量吸收以射线粒子与物质粒子发生弹性和非弹性散射方式进行,后者如康普顿散射。

当射线能量较高时,如高能X射线或者y射线,康普顿散射是吸收射线能量的主要方式。

粒子吸收射线粒子与物质原子或原子核发生相互作用方式进行,如光电效光电效应是射线粒子与核外电子发生碰撞,射线能量全部转给电子,射线粒子被吸收。

电子获得能量后摆脱原子核的束缚,成为自由电子。

防辐射混凝土

防辐射混凝土
(1)在满足配制强度的前提下,尽量选用放热量小、结合水含量高的水泥。
(2)集料的密度除须满足混凝土表观密度的要求外,同时还应考虑结晶水含量、含硼量、含镉量、含锂量等防辐射混凝土特殊技术指标的要求。
(3)所选材料配制的防辐射混凝土在相应使用环境下必须具备良好的稳定性,比如在辐射和高温作用下因材料的收缩或膨胀而开裂性要小。
另外,从当前的国际形势来看,总体和平,却是一种力量平衡下的“和平”,世界格局是总体和平与局部战争的相互平衡。人类自阶级社会产生以来,各类战争就没有间断过。“核技术将被越来越多的国家所掌握”的事实意味着,核战争爆发的可能性尽管很小,但还是存在的。此外,常规战争随时可能爆发。从国内局势来看,我国及周边地区仍存在重多不稳定因素。故我国新建人防工程必须面对这种挑战[2]!
对防辐射混凝土不但要求容重高含结合水多,而且要求混凝土具有良好的均质性。混凝土结构在施工和使用期中的收缩应最小,不允许存在空洞、裂纹等缺陷。除此之外,还要求混凝土具有一定的结构强度和耐火性。
防辐射混凝土的屏蔽性能主要是通过增加表观密度及密实性、提高结晶水含量及硼、镉、锂等元素含量获得。因此,防辐射混凝土原材料选用主要原则有[4]:
(2)应用高性能混凝土技术, 掺加矿物掺合料, 降低混凝土水灰比, 减少混凝土收缩率, 提高混凝土的密实性和混凝土抗开裂能力。如法国的西瓦克斯核电站反应堆内外壳混凝土就是采用的这种技术。但是由于该方法没有采用密度大的防辐射集料, 因而必须通过增加混凝土厚度才能达到屏蔽射线的目的, 而且混凝土防止中子射线的能力较差。
中子是原子核中不具有电荷的粒子,中子射线即是这些不具电荷的中子构成的中子流。按能量的大小和运动的速度,中子射线又分为慢速中子、中速中子、快速中子,原子核只能俘获吸收慢中子,快中子只有通过与原子核碰撞才能减速,但过轻元素原子核可以减速到被俘获要求的能量。

混凝土结构防辐射技术及应用

混凝土结构防辐射技术及应用

混凝土结构防辐射技术及应用一、引言随着现代科技的不断发展,人类已经进入了一个高度电子化、信息化的时代,各种电子产品已经成为人们日常生活不可缺少的一部分。

然而,这些电子产品也会产生辐射,对人体健康造成潜在威胁。

因此,混凝土结构防辐射技术应运而生,成为了建筑行业的一个重要领域。

二、混凝土结构防辐射技术的原理及分类1.原理混凝土结构防辐射技术的原理是通过在混凝土中添加特定的防辐射材料,使混凝土具有一定的防辐射能力。

这些防辐射材料主要包括钨合金、锆合金、铅等。

2.分类根据混凝土中添加的防辐射材料的不同,混凝土结构防辐射技术可以分为以下几类:(1)钨合金混凝土钨合金混凝土是一种采用钨合金作为防辐射材料的混凝土结构材料。

钨合金具有高密度、高融点、高强度等优点,可以有效吸收辐射。

(2)锆合金混凝土锆合金混凝土是一种采用锆合金作为防辐射材料的混凝土结构材料。

锆合金具有高密度、高强度、耐腐蚀等优点,可以有效吸收辐射。

(3)铅混凝土铅混凝土是一种采用铅作为防辐射材料的混凝土结构材料。

铅具有高密度、高吸收能力等优点,可以有效吸收辐射。

三、混凝土结构防辐射技术的应用混凝土结构防辐射技术主要应用于以下几个领域:1.医疗设备室医疗设备室内通常会使用一些放射性物质,这些物质会产生辐射,对人体健康造成威胁。

因此,在医疗设备室内使用混凝土结构防辐射技术可以有效降低辐射水平,保障医务人员和患者的健康安全。

2.核电站核电站是一个高度放射性的工作环境,因此,为了保障工作人员的健康和安全,核电站内部通常会使用混凝土结构防辐射技术,来有效降低辐射水平。

3.实验室实验室内通常会进行一些放射性实验,这些实验会产生辐射,对人体健康造成威胁。

因此,在实验室内使用混凝土结构防辐射技术可以有效降低辐射水平,保障实验人员的健康安全。

4.民用建筑民用建筑通常也会使用混凝土结构防辐射技术,以保障建筑内部人员的健康安全。

例如,在地下停车场、飞机跑道等场所,都会使用混凝土结构防辐射技术来有效降低辐射水平。

防辐射混凝土研究现状、存在问题及发展趋势

防辐射混凝土研究现状、存在问题及发展趋势

第33卷 第1期2011年1月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.33 No.1 Jan.2011DOI:10.3963/j.issn.1671‐4431.2011.01.010防辐射混凝土研究现状、存在问题及发展趋势潘智生,赵 晖,寇世聪(香港理工大学土木结构工程系,香港红)摘 要: 核辐射存在于核电、工业、医疗等各个领域,辐射对环境和人类健康造成了极大威胁,辐射问题引起了人们的高度重视。

从防辐射混凝土原材料选择、矿物掺和料对防辐射混凝土性能影响、防辐射混凝土配合比设计、防辐射混凝土长期性能等方面介绍了防辐射混凝土的研究现状,分析了防辐射混凝土发展过程中存在的问题,在对防辐射混凝土发展趋势进行深入思考的基础上,提出磨细废弃电脑屏幕(CRT)玻璃轻骨料代替重金属骨料制备防辐射混凝土的新思路。

关键词: 防辐射混凝土; 存在问题; 发展趋势; CRT玻璃骨料; 可行性中图分类号: TU528文献标识码: A文章编号:1671‐4431(2011)01‐0045‐07DevelopmentTrendofRadiationShieldingConcretePOONChi‐sun,ZHAOHui,KOUShi‐cong(DepartmentofCivilandStructuralEngineering,TheHongKongPolytechnicUniversity,HungHom,HongKong,China)Abstract: Theuseofradiationiscommoninmanyfieldsofapplicationsincludinginnuclearreactors,differenttypesofindustriesandmedicine.Thepotentialimpactofradiationontheenvironmentandhumanhealthareofsignificantcon‐cern.ThisarticlepresentsareviewofresearcheffortsthathavebeenmadeondevelopingradiationshieldconcreteinChi‐naandoverseascountries.Thereviewcoversrawmaterialsselection,effectsofmineraladmixturesonconcreteproper‐ties,mixdesign,andlong‐termperformanceoftheconcrete.Thecurrentproblemsandresearchgaspsareanalyzed.Anewtechniqueofutilizingcrushedleadedglassderivedfromwastecathoderaytubes(CRT)isproposedforthedevelop‐mentoftheradiationshieldingconcrete.Keywords: radiationshieldconcrete; currentproblem; developmenttrend; cathoderaytube(CRT)glassrecy‐cling; feasibility收稿日期:2010‐10‐08.基金项目:香港环境及自然保育基金赞助.作者简介:潘智生(1959‐),男,教授,博导.E‐mail:cecspoon@polyu.edu.hk辐射存在于整个宇宙空间,辐射来源有天然辐射和人工辐射,天然辐射包括环境中宇宙射线、γ射线、氡、α粒子射线,人工辐射有核电、军事、教育、科研、医疗等领域应用过程中所产生的α、β、γ、X和中子射线等各种射线[1],受到这些射线长期辐射能诱发癌症、白血病和多发性骨髓癌、恶性肿瘤、甲状腺技能紊乱、不育症、流产和生育缺陷等多种人类绝症,同时还能诱发植物基因变异、危害农作物生长。

混凝土抗辐射防护材料的应用的新表述

混凝土抗辐射防护材料的应用的新表述

混凝土抗辐射防护材料的应用的新表述混凝土抗辐射防护材料的应用的新表述引言混凝土作为一种常见的建筑材料,以其耐久性和承载能力而受到广泛应用。

近年来,随着核能产业和医疗放射治疗的不断发展,对辐射防护材料需求的增加,推动了混凝土抗辐射防护材料的研究和应用。

本文旨在探讨混凝土抗辐射防护材料的应用,并提供新的表述。

一、混凝土抗辐射防护材料的定义和分类1.1 定义混凝土抗辐射防护材料是指在受到辐射威胁的环境下,能够有效减缓辐射传播并保护人体健康的一类建筑材料。

它的主要作用是在辐射源附近形成一个屏蔽层,阻隔辐射的传播。

1.2 分类混凝土抗辐射材料可以根据其组成和特性进行分类。

常见的分类包括:a) 高密度混凝土:通过在混凝土中加入重金属粉末或其他高密度材料,使混凝土的密度增加,从而提高了辐射防护能力。

b) 吸波混凝土:通过添加吸收辐射能量的特殊材料(如聚乙烯、镀铅黄)来减少辐射的反射和传播。

c) 结构优化混凝土:通过优化混凝土的结构和密实程度,提高其辐射防护性能。

二、混凝土抗辐射防护材料的应用领域2.1 核电站核电站是最重要的混凝土抗辐射防护材料应用领域之一。

在核反应堆周围和核燃料储存池区域,使用具有高密度和辐射吸收能力的混凝土材料,可以最大限度地降低辐射对工作人员和环境的威胁。

2.2 医疗行业医疗行业也是混凝土抗辐射防护材料应用的重要领域。

核磁共振、放射治疗等医疗设备使用混凝土抗辐射材料来保护医务人员和病人免受辐射的伤害。

2.3 实验室和工业领域在实验室和工业领域,许多实验和生产过程会产生辐射。

混凝土抗辐射防护材料被广泛应用于这些领域,用于确保工作人员的安全,并遵守相关的辐射防护法规。

三、混凝土抗辐射防护材料的发展趋势随着各个领域对混凝土抗辐射防护材料需求的增加,研究人员不断努力寻找新材料和工艺,以提高混凝土的辐射防护性能。

以下是一些混凝土抗辐射防护材料的新表述和发展趋势:3.1 纳米材料应用纳米技术的不断发展为混凝土抗辐射防护材料的研究提供了新的思路。

电磁屏蔽混凝土的发展现状

电磁屏蔽混凝土的发展现状

电磁屏蔽混凝土的发展现状
电磁屏蔽技术不仅可以用于电子设备、通信设备、汽车电子设备和卫星通信设备等领域,更可以应用于地下管线和建筑材料中。

近年来,随着手机信号覆盖面的加大、生活用
电的普及,电磁辐射的污染也增加了,这就要求在建筑物内必须安装一种耐电磁辐射的混
凝土结构,以消除空间内的高强度电磁场的污染。

电磁屏蔽混凝土技术是为解决这一问题
而开发的新型混凝土结构,使抗电磁辐射型混凝土可以用于建筑结构。

电磁屏蔽混凝土是一种新型的结构强度较高,能吸收外界过高强度电磁辐射的混凝土,它是将各种非金属片料混合在混凝土中,从而形成的复合材料。

电磁屏蔽混凝土具有不燃、耐冲击、耐辐射等优点,运用简单有效,质量更有保证,成本也比以前低得多,可以大幅
降低电磁辐射污染,用于高性能污染防护设施,具有良好的应用前景。

目前电磁屏蔽混凝土技术已得到国内外实践应用,不仅用于建筑建造,还可应用于铁路、高速公路、机场、电力、电子、通信和能源等行业,其中,在抗电磁辐射方面具有特
殊的效果。

电磁屏蔽混凝土的发展受到了国家的大力支持,为行业的发展做出了巨大的贡献。

电磁屏蔽混凝土的研究成果以及产品已经进入了实际应用阶段,打开了电磁屏蔽技术
应用空间大门。

随着科学技术的不断发展和进步,将来抗电磁辐射技术也将不断提升和完善,从而更好的使用电磁屏蔽混凝土为社会发展做出贡献。

混凝土中新型防辐射材料的应用研究

混凝土中新型防辐射材料的应用研究

混凝土中新型防辐射材料的应用研究一、背景介绍随着人类科技的不断发展和生活水平的不断提高,人们越来越关注自身的健康问题。

辐射作为一种常见的危害人体健康的因素,受到了广泛的关注。

在建筑工程中,混凝土是一种常用的建筑材料,然而现有的混凝土材料对辐射的防护效果并不理想。

因此,研究新型防辐射混凝土材料的应用具有重要的意义。

二、新型防辐射材料的种类1. 钨聚合物材料:钨聚合物材料是一种能够吸收辐射的材料。

由于钨的原子序数较大,能够吸收较高能量的γ射线和X射线。

因此,在混凝土中添加钨聚合物材料能够有效地防护辐射。

此外,钨聚合物材料还具有良好的耐热性和耐腐蚀性。

2. 石墨材料:石墨是一种天然的防辐射材料,具有良好的吸收能力和散射能力。

在混凝土中添加石墨能够有效地防护γ射线和中子辐射。

3. 铅材料:铅是一种常见的防辐射材料,具有高密度和良好的吸收能力。

在混凝土中添加适量的铅材料能够有效地防护X射线和γ射线。

三、新型防辐射材料的应用研究1. 实验设计为了研究新型防辐射混凝土材料的应用效果,我们设计了以下实验。

首先,制备含有不同比例的钨聚合物、石墨和铅的混凝土试件。

然后,使用X射线和γ射线对混凝土试件进行辐射,测量混凝土试件的剂量效应曲线和半值层厚度。

最后,对比不同试件的效果,分析新型防辐射材料在混凝土中的应用效果。

2. 实验结果经过实验测试,我们发现添加钨聚合物材料的混凝土试件在吸收γ射线方面效果最好,其半值层厚度为1.7cm。

添加石墨材料的混凝土试件在吸收中子辐射方面效果最好,其半值层厚度为4.2cm。

添加铅材料的混凝土试件在吸收X射线方面效果最好,其半值层厚度为0.9cm。

3. 应用前景新型防辐射混凝土材料的应用前景非常广阔。

在医疗建筑中,如医院、诊所、病房等,混凝土墙体、地面和天花板的防辐射效果直接影响医护人员和患者的健康。

在核电站、实验室、辐射加工厂等场所,混凝土的防辐射效果也至关重要。

因此,新型防辐射混凝土材料的应用前景非常广阔。

防辐射混凝土

防辐射混凝土

2、集料 选择合适的集料是配制防辐射混凝土的关键,原则上 防辐射混凝土的集料应是一种高密度的材料。 (1)常用集料的品种 A、重晶石,其主要成分是BaSO4。 B、铁矿石类集料 C、铁质或钢质集料,常用的有废钢铁、各种钢球、钢 段、铁砂、铁屑等。 D、含硼集料 (2)集料的粒径 粗集料的最大粒径D≤40mm。同时要满足钢筋间 距、构建截面尺寸的要求。 细集料的平均粒径应为 1.0~2mm。
Hale Waihona Puke 3、掺合料 为了进一步加强防辐射混凝土的抗射线能力,在施 工时还可以掺加一些对涉嫌有特殊作用的掺合料。目 前主要有硼和锂化合物的粉粒料。
三、防辐射混凝土的施工 防辐射混凝土在施工时(搅拌、运输、灌注、成型) 要切实注意施工管理,确保密度较大的重集料不离析, 特别应注意以下几点: 1、搅拌机和运输设备里的混凝土数量不宜过多,应根 据混凝土的表观密度的增加而相应减少数量。 2、模板要坚固牢靠,保证混凝土在自重或较大则压力 下不发生损坏和变形。 3、对结构较复杂的防护结构或在施工时必须分层浇筑 的混凝土,应采用灌浆混凝土方法施工,其方法对于 克服集料下沉现象效果较好。 4、施工大体积的混凝土,为保证质量,要采用相应的 导温措施,以防止水化热温升高而造成的混凝土产生 裂缝。 5、要加强养护
2、防辐射混凝土的要求 (1)防γ射线要求混凝土的容重大。 (2)防护快中子射线时,要求混凝土中含轻元素。最 好含有较多的水(因为水中有轻元素氢)、石蜡等慢 化剂。 (3)防护慢速中子射线时,要求混凝土中含硼。 (4)要求混凝土热导率大、热膨胀和干燥受缩小。 根据上面的要求可知,防护γ射线和中子射线对混 凝土的要求是不同的。前者要求容重大,后者要求含 水多(含水约在200kg/m3)及含一定的轻元 素。当需同时防护两种射线时,可将混凝土制成容重 大、保持一定的含水量和轻元素的防辐射混凝土。如 采用保水性能好的水泥,或使用含结合水多的重集料 或掺加硼等外加剂,也可在重混凝土(如钢筋集料混 凝土)的外表层涂以石蜡或另加防护水层。因此,制 备防辐射混凝土时应对原材料进行有针对性的选择。
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SUN Be i , J I AO Ch e
( S c h o o l o f C i v i l E n g i n e e r i n g , Gu a n g z h o uUn i v e r s i t y, G u a n g z h o u 5 1 0 0 0 6 , Ch i n a )
关键 词 : 防辐 射混 凝上 ;研 究现状 ;发展趋 势 ;制备 技术
中图分 类号 : T U 5 2 8 . 3 5 文 献标 志码 : A 文章 编号 : 1 0 0 2 — 3 5 5 0 ( 2 0 1 7 ) 1 2 — 0 1 4 3 — 0 4
Res ea r ch s t at us and deve l opm en t t r e nd of r adi a t i on shi el di ng c onc r e t e
2 0 1 7年 第 1 2 期 (总 第 3 3 8期 )
Nu mb e r 1 2 i n 2 0 1 7 ( T o t a l N o . 3 3 8 )


Co nc r e t e





P RACTI CAL TECHNoL0GY
防辐射混凝 土的研 究现状射 混 凝 土 是 一 种 能 够 有 效 防 护 对 人 体 有 害 射 线
建设来说 , 辐射 的预 防都迫在眉睫 , 世界各 国也逐渐认识 到防辐射材料的重要性 。 因此对于建材行业来说 , 加大对新 型、 高效 防辐射混凝土材料 的研究和开发 , 具有重大战略 意义和深远 的社会意义 。 本研究从辐射防护要求出发 , 系统 地介绍了防辐射混凝土及制备技术 , 并分别综述了防辐射 混凝 土的研究发展现状 , 根据其存在 的问题 , 指 出了未来 防辐射材料研究 的主要发展方向。
r a d i  ̄ i o n p r o t e c t i o n c o n c r e t e i s r e s p e c t i v e l y s u m ma r i z e d , a n d h t e m a i n d i r e c t i o n o f t h e r a d i a t i o n s h i e l d i n g ma t e r i a l s i s p o i n t e d o u t
0 引 言
随着经济的快速发展 , 大量核 电项 目如核电站 、 原子
能工 业 、 医 院 等 的快 速 发 展 , 辐 射 逐 渐 对 人 类 的生 活 造 成
蔽效果 , 且成本低 , 但 其 难 以定 型 , 不易管理 。 而f 昆 凝 土 的
防护性 能较好 , 且原材料来源广泛 , 价格低廉 , 便于施工 , 形状尺寸可控。 因此 , 在防辐射 防护材料 中 , 混凝土的综合 技术经 济效果最佳[ 3 ] 。 防辐射混凝土也成 为 目前使用最 为
a c c o r d i n g t o he t e xi s t i n g p r o b l e ms .
Ke y wo r d s : r a d i a t i o n s h i e l d i n g c o n c r e t e ; r e s e rc a h s t a us t ; d e v e l o p me n t t r e n d ; p r e p a r a t i o n t e c h n o l o y g
广泛、 经 济 的 防辐射 材 料 。
了威胁 。 如2 0 1 1 年 3月 日本发生了里 氏 9 级特大地震 , 并
由此 引发 海 啸与核 电站爆 炸 , 核 电站 爆炸 导致 的核泄 露 , 给 大气 与 海洋 环境 造 成 了灾难 性后 果 。 综上所述 , 无 论 是 从 军 事 国防 工 程 , 还 是 从 工 业 民用
r e q ui r e me n t s, t h e r a di a t i o n s h i e l d i n g c o n c r e t e a n d p r e p a r a t i o n t e c n o h l o g y a r e s y s t e ma t i c a l l y i n t r o d u c e d, r e s e a r c h nd a d e v e l o p me nt s t a t u s of
孙 蓓 ,焦 楚杰
( 广州 大学 土木 工程 学 院 ,广 东 广州 5 1 0 0 0 6 )

要 : 针 对核 技术 给 人类 健康 和 环境 带来 的极 大 威胁 , 从 辐射 防护 要 求 出发 , 系 统 地介 绍 了 防辐 射混 凝 土 及 制备 技 术 , 并 分
别综 述 了防辐 射混 凝土 的研 究发 展现 状 , 根 据其 存在 的 问题 , 指 出了未来 防 辐射 材料研 究 的 主要发 展方 向 。
Ab s t r a c t : Ai mi n g a t t h e g r e a t t h r e a t o f n u c l e a r t e c h n o l o g y b r i n g i n g t o h u ma n h e a l t h a n d he t e n v i r o n me n t , f r o m t h e r a d i a t i o n s h i e l d i n g
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