新型核輻射防護材料的設計及應用分析研究

袁微微

摘要：隨著我國科學技術的發展，經濟水平的提高，對新型核輻射防護材料的設計和應用的研究也越來越深入。在核物質的使用和研究中，防護材料的質量和體積都比較大，對核技術應用裝置的推廣和發展都產生不好的影響。因此，加強對新型核輻射防護材料的設計以及應用分析的研究，推動和輻射防護材料的優化升級，是實現核輻射技術發展的重要內容。

關鍵詞：新型核輻射防護材料;設計及應用;分析研究

中圖分類號：TB383 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）12-0079-02

在新型核輻射防護材料的設計及應用分析的研究中，需要依據材料與放射性涉嫌相互作用的原理，制作出新型核防護材料的具體研制配方，并通過不同的加工技藝完成樣品的制作，并對樣品的防護功能和機械性功能等進行檢測，從而完成新型核輻射防護材料的設計和應用，推動核技術的發展。在新型核輻射防護材料的設計中，要盡量減少核輻射防護材料的質量和體積，提高其對高溫的耐受性，實現核技術應用裝置的普遍推廣。另外，在新型核輻射防護材料的設計和應用中，需要按照國家的相關要求和標準。例如，《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》等。因此，本文主要基于物質對放射線的具體作用的研究，探討新型核輻射防護材料在設計中的配方和工藝，確保核輻射防護材料的性能，并提高其綜合作用。

1物質對放放射性射線的具體作用

核輻射對于軍事的發展和人們日常的生活具有十分重要的意義和作用。其主要是包括α射線、β射線、中子以及y射線等。在核輻射中，α射線的本質是α粒子流，其具有較大的質量和電流作用。β射線一般為負電子流，其是在放射性核在β衰變的過程中所釋放出來的一種電子流。β射線對物質具有穿透性，并且可以用射程的遠近來進行表示。當β粒子與其他物質發生相互作用的時候，會出現散射的狀況。并且β射線的穿透距離即射程并不是一個固定的數值，而是存在著一個分布的范圍。在β射線出現持續的減弱的狀況時，其射程也將逐步接近極限。Y射線與物質相互作用時會出現原子反應，其反應的形式包括電子對效應、康普頓效應，以及光電效應等。在y射線與物質持續相互作用時，其原子反應會逐漸地減弱。另外，y射線的原子反應中，電子效應和光電反射效應能夠使y射線的能量被物質消耗掉。在y射線與物質的反應中，低能y射線的和原子序數大的介質主要產生光電效應。中子能夠與其質量相似的氫碰撞，從而實現能量的傳遞，來減慢速度。因此，在中子輻射材料的選取中，可以選擇包含大量氫原子的物質。例如，石油、石蠟、塑料，以及水、碳氫化合物等。另外，中子的衰減速度還與自身的能量、屏蔽的材料和厚度等有關。當中子的能量較強時，屏蔽材料的能量和厚度對中子防控起著重要的作用。因此，在中子防護材料的選擇中，使用象硼等截面相對較大的物質，能夠有效提高中子防護的效果。

2新型核輻射防護材料的配方和工藝設計

在核輻射的α射線、β射線、中子以及Y射線中，散射y射線的能量和貫穿能力都比較小。因此，當散射y射線照射到防護材料上時，其能夠傳射防護層的距離也比較小。一般情況下，散射y射線在防護層表面較小厚度內就會被明顯的削弱。并且，其衰減的速度具有一定的規律性。

I=Ioe^-mps

在選擇基本防護材料時，應該遵循一定的原則。例如，應該盡量選擇質量減弱系數大的防護材料。再者，防護材料需要滿足穩定不易分解、容易獲取和加工，價格較為經濟等條件。這樣，才能有效提高核輻射防護的效果。在防護材料的選擇中，金和鉛的質量防護系數比較大，其兩者的質量減弱系數差別并不大。因此，金和鉛在核輻射防護中，其效果差距不大。但是，鉛的成本比較低，從而新型核輻射防護材料選擇鉛的具有較大的經濟效益。在新型核輻射防護材料加工過程中，粉末狀的鉛容易滿足加工的需求。由此，可以選擇粉末狀的鉛作為核輻射防護的基本材料。

基本材料選擇之后，要選取合適的輔助材料。輔助材料主要是指，為了改善防護材料的綜合性能，提升防護材料的效果和使用的滿意度，而加入的一些作為添加劑的材料。在輔助材料選擇的過程中，也要考慮到此材料質量減弱系數。另外，在選擇輔助材料時，還要適當的兼顧改善防護材料的工藝性能、使用性能，以及其他的要求等。在各個金屬材料中，鐵和銅對核輻射的防護效果差別不大。但是，鐵的成本比較低，銅的成本比較高。因此，一般情況下選擇鐵作為核輻射防護材料的輔助材料。在非金屬元素中，S具有較大的質量減弱系數。H的質量減弱系數在低中能量時比較大。因此，可以考慮S和H的化合物作為核輻射防護材料的輔助材料。另外，在對中子的防護中，硼具有良好的防護效果，可以將硼作為輔助材料提高核輻射防護的效果。再者，丁苯橡膠和聚乙烯具有良好的粘結作用，能夠作為核輻射防護材料的粘結材料。丁苯橡膠和聚乙烯的機械性能較好，生產加工過程中使用也比較方便。而且，其具有優良的柔軟性和彈性，容易獲取等優點。因此丁苯橡膠和聚乙烯也可以作為核輻射防護材料的輔助材料。

在核輻射防護的基本材料和輔助材料選擇完成之后，需要進行相關的調配工作，發現能夠更好的滿足防護要求的符合材料的配方，提高核輻射防護材料的防護效果。在核輻射防護材料的配方設計中，需要將防護材料的配方和密度進行綜合的權衡。在滿足核輻射的防護要求時，也要盡量滿足結構方面的要求。在復合防護材料的設計中，增加防護材料的厚度能夠有效提高材料的防護效果。因此，可以通過調整防護材料的厚度，來達到理想的屏蔽效果。

在核輻射防護材料的設計中，為了使其能夠適應不同的環境和條件，需要制定合適的合成條件，從而提高核輻射防護材料的綜合性能。對于核輻射防護材料來說，其需要具有良好的柔性和優良的回彈性、一定的隔熱和防潮的性能，以及較高的抗撕裂強度。并且核輻射防護材料最好便于洗消，從而能夠多次使用。這些性能能夠使得核輻射防護材料根據不同的使用對象和使用目的，制作成不同的形狀，便于核輻射防護材料的折疊和保存。在選取的核輻射防護材料中，由于橡膠和聚乙烯具有良好的成形工藝性。所以，在核輻射防護材料的配制中可以將其作為合成基料，提高其核輻射防護材料的綜合性能。

在現有的設備和生產技術的基礎上，充分的調研橡膠和聚乙烯兩種材料。在調研的過程中，可以選擇化學發泡和輻射交聯發泡作為核輻射防護材料的生產工藝。其中，在選擇輻射交聯發泡作為核輻射防護材料生產的工藝時，其生產的核輻射防護產品具有較強的耐磨性、耐高溫性，以及抗老化和抗龜裂的性能。因此，輻射交聯發泡生產的核輻射防護產品能夠有效提高核輻射防護材料的使用壽命，并且能夠滿足特殊場合以及特定條件下的使用需求。另外，選擇輻射交聯發泡作為核輻射防護材料的生產工藝能夠確保核輻射材料的內部空洞具有較強的封閉性，從而有利于核輻射防護材料的洗消。這樣，核輻射防護材料可以制作成為放射性灰塵環境下人員和設備的防護器具。在采用化學發泡作為核輻射防護材料的生產工藝時，其生產的防護材料具有較好的回彈性和柔韌性。另外，化學發泡生產的防輻射材料的成本較低，從而有利于提高生產效率。但是，相對于輻射交聯發泡來說化學發泡生產的防輻射材料的洗消性較差。因此，化學發泡生產的防輻射材料一般可以在放射源儲存和運輸時運用，從而提高核輻射防護材料的使用效率。

3新型核輻射防護材料的實驗和測試結果

在新型核輻射防護材料完成配方和工藝設計之后，需要進行相關的實驗和檢測。在實驗中，能夠檢驗核輻射防護材料的防護效果。通過模擬核輻射污染的環境，得到其對有害射線的屏蔽和防護的效果。另外，通過實驗，對核輻射防護材料的理化性能進行檢驗。例如，核輻射防護材料的抗拉性、防火阻燃性能等等。最后，通過實驗檢驗核輻射防護材料的加工工藝性能和使用的性能。要確保核輻射防護材料在制作不同用途和使用對象的防護器具時，其能夠保持相同的防護性能，不至于由于形狀等不同而影響或者降低防護材料的性能。另外，要確保防護材料在使用和運輸過程中的耐用性，其應該滿足運輸和包裝的相關要求。

在新型核輻射防護材料的選擇中，要注意考慮經濟基礎，綜合運用各種分子和高分子材料對核輻射的屏蔽性能，從而使核輻射防護材料滿足不同目的和條件的要求。提高核輻射的使用效率。在核輻射材料的加工工藝中，采用輻射交聯技術，從而提高核輻射材料的使用性能，滿足某些特殊情況下的使用要求。另外，為了提高核輻射材料的綜合性能，可以在核輻射材料生產中適當的加入功能性材料。在確保核輻射良好的防護性能下，利用功能性材料能夠提高其強度、柔韌性、隔熱防潮性以及抗撕裂性等，提高核輻射防護材料的使用效果。

4結束語

在新型核輻射防護材料的設計及應用分析中，要根據輻射防護的特點，采用不同的屏蔽防護材料運用于不同的防護部位。隨著對輻射防護材料的使用性能要求越來越高，在新型核輻射防護材料設計的過程中，應該根據物質對放射性射線的具體作用，采取適當的防護材料的配方和工藝設計，不斷提高核輻射防護材料的綜合性能。最后，需要對新型核輻射防護材料進行實驗和測試，從而確保其使用性能。