新型核辐射防护材料的设计及应用分析研究

袁微微

摘要：随着我国科学技术的发展，经济水平的提高，对新型核辐射防护材料的设计和应用的研究也越来越深入。在核物质的使用和研究中，防护材料的质量和体积都比较大，对核技术应用装置的推广和发展都产生不好的影响。因此，加强对新型核辐射防护材料的设计以及应用分析的研究，推动和辐射防护材料的优化升级，是实现核辐射技术发展的重要内容。

关键词：新型核辐射防护材料;设计及应用;分析研究

中图分类号：TB383 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）12-0079-02

在新型核辐射防护材料的设计及应用分析的研究中，需要依据材料与放射性涉嫌相互作用的原理，制作出新型核防护材料的具体研制配方，并通过不同的加工技艺完成样品的制作，并对样品的防护功能和机械性功能等进行检测，从而完成新型核辐射防护材料的设计和应用，推动核技术的发展。在新型核辐射防护材料的设计中，要尽量减少核辐射防护材料的质量和体积，提高其对高温的耐受性，实现核技术应用装置的普遍推广。另外，在新型核辐射防护材料的设计和应用中，需要按照国家的相关要求和标准。例如，《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》等。因此，本文主要基于物质对放射线的具体作用的研究，探讨新型核辐射防护材料在设计中的配方和工艺，确保核辐射防护材料的性能，并提高其综合作用。

1物质对放放射性射线的具体作用

核辐射对于军事的发展和人们日常的生活具有十分重要的意义和作用。其主要是包括α射线、β射线、中子以及y射线等。在核辐射中，α射线的本质是α粒子流，其具有较大的质量和电流作用。β射线一般为负电子流，其是在放射性核在β衰变的过程中所释放出来的一种电子流。β射线对物质具有穿透性，并且可以用射程的远近来进行表示。当β粒子与其他物质发生相互作用的时候，会出现散射的状况。并且β射线的穿透距离即射程并不是一个固定的数值，而是存在着一个分布的范围。在β射线出现持续的减弱的状况时，其射程也將逐步接近极限。Y射线与物质相互作用时会出现原子反应，其反应的形式包括电子对效应、康普顿效应，以及光电效应等。在y射线与物质持续相互作用时，其原子反应会逐渐地减弱。另外，y射线的原子反应中，电子效应和光电反射效应能够使y射线的能量被物质消耗掉。在y射线与物质的反应中，低能y射线的和原子序数大的介质主要产生光电效应。中子能够与其质量相似的氢碰撞，从而实现能量的传递，来减慢速度。因此，在中子辐射材料的选取中，可以选择包含大量氢原子的物质。例如，石油、石蜡、塑料，以及水、碳氢化合物等。另外，中子的衰减速度还与自身的能量、屏蔽的材料和厚度等有关。当中子的能量较强时，屏蔽材料的能量和厚度对中子防控起着重要的作用。因此，在中子防护材料的选择中，使用象硼等截面相对较大的物质，能够有效提高中子防护的效果。

2新型核辐射防护材料的配方和工艺设计

在核辐射的α射线、β射线、中子以及Y射线中，散射y射线的能量和贯穿能力都比较小。因此，当散射y射线照射到防护材料上时，其能够传射防护层的距离也比较小。一般情况下，散射y射线在防护层表面较小厚度内就会被明显的削弱。并且，其衰减的速度具有一定的规律性。

I=Ioe^-mps

在选择基本防护材料时，应该遵循一定的原则。例如，应该尽量选择质量减弱系数大的防护材料。再者，防护材料需要满足稳定不易分解、容易获取和加工，价格较为经济等条件。这样，才能有效提高核辐射防护的效果。在防护材料的选择中，金和铅的质量防护系数比较大，其两者的质量减弱系数差别并不大。因此，金和铅在核辐射防护中，其效果差距不大。但是，铅的成本比较低，从而新型核辐射防护材料选择铅的具有较大的经济效益。在新型核辐射防护材料加工过程中，粉末状的铅容易满足加工的需求。由此，可以选择粉末状的铅作为核辐射防护的基本材料。

基本材料选择之后，要选取合适的辅助材料。辅助材料主要是指，为了改善防护材料的综合性能，提升防护材料的效果和使用的满意度，而加入的一些作为添加剂的材料。在辅助材料选择的过程中，也要考虑到此材料质量减弱系数。另外，在选择辅助材料时，还要适当的兼顾改善防护材料的工艺性能、使用性能，以及其他的要求等。在各个金属材料中，铁和铜对核辐射的防护效果差别不大。但是，铁的成本比较低，铜的成本比较高。因此，一般情况下选择铁作为核辐射防护材料的辅助材料。在非金属元素中，S具有较大的质量减弱系数。H的质量减弱系数在低中能量时比较大。因此，可以考虑S和H的化合物作为核辐射防护材料的辅助材料。另外，在对中子的防护中，硼具有良好的防护效果，可以将硼作为辅助材料提高核辐射防护的效果。再者，丁苯橡胶和聚乙烯具有良好的粘结作用，能够作为核辐射防护材料的粘结材料。丁苯橡胶和聚乙烯的机械性能较好，生产加工过程中使用也比较方便。而且，其具有优良的柔软性和弹性，容易获取等优点。因此丁苯橡胶和聚乙烯也可以作为核辐射防护材料的辅助材料。

在核辐射防护的基本材料和辅助材料选择完成之后，需要进行相关的调配工作，发现能够更好的满足防护要求的符合材料的配方，提高核辐射防护材料的防护效果。在核辐射防护材料的配方设计中，需要将防护材料的配方和密度进行综合的权衡。在满足核辐射的防护要求时，也要尽量满足结构方面的要求。在复合防护材料的设计中，增加防护材料的厚度能够有效提高材料的防护效果。因此，可以通过调整防护材料的厚度，来达到理想的屏蔽效果。

在核辐射防护材料的设计中，为了使其能够适应不同的环境和条件，需要制定合适的合成条件，从而提高核辐射防护材料的综合性能。对于核辐射防护材料来说，其需要具有良好的柔性和优良的回弹性、一定的隔热和防潮的性能，以及较高的抗撕裂强度。并且核辐射防护材料最好便于洗消，从而能够多次使用。这些性能能够使得核辐射防护材料根据不同的使用对象和使用目的，制作成不同的形状，便于核辐射防护材料的折叠和保存。在选取的核辐射防护材料中，由于橡胶和聚乙烯具有良好的成形工艺性。所以，在核辐射防护材料的配制中可以将其作为合成基料，提高其核辐射防护材料的综合性能。

在现有的设备和生产技术的基础上，充分的调研橡胶和聚乙烯两种材料。在调研的过程中，可以选择化学发泡和辐射交联发泡作为核辐射防护材料的生产工艺。其中，在选择辐射交联发泡作为核辐射防护材料生产的工艺时，其生产的核辐射防护产品具有较强的耐磨性、耐高温性，以及抗老化和抗龟裂的性能。因此，辐射交联发泡生产的核辐射防护产品能够有效提高核辐射防护材料的使用寿命，并且能够满足特殊场合以及特定条件下的使用需求。另外，選择辐射交联发泡作为核辐射防护材料的生产工艺能够确保核辐射材料的内部空洞具有较强的封闭性，从而有利于核辐射防护材料的洗消。这样，核辐射防护材料可以制作成为放射性灰尘环境下人员和设备的防护器具。在采用化学发泡作为核辐射防护材料的生产工艺时，其生产的防护材料具有较好的回弹性和柔韧性。另外，化学发泡生产的防辐射材料的成本较低，从而有利于提高生产效率。但是，相对于辐射交联发泡来说化学发泡生产的防辐射材料的洗消性较差。因此，化学发泡生产的防辐射材料一般可以在放射源储存和运输时运用，从而提高核辐射防护材料的使用效率。

3新型核辐射防护材料的实验和测试结果

在新型核辐射防护材料完成配方和工艺设计之后，需要进行相关的实验和检测。在实验中，能够检验核辐射防护材料的防护效果。通过模拟核辐射污染的环境，得到其对有害射线的屏蔽和防护的效果。另外，通过实验，对核辐射防护材料的理化性能进行检验。例如，核辐射防护材料的抗拉性、防火阻燃性能等等。最后，通过实验检验核辐射防护材料的加工工艺性能和使用的性能。要确保核辐射防护材料在制作不同用途和使用对象的防护器具时，其能够保持相同的防护性能，不至于由于形状等不同而影响或者降低防护材料的性能。另外，要确保防护材料在使用和运输过程中的耐用性，其应该满足运输和包装的相关要求。

在新型核辐射防护材料的选择中，要注意考虑经济基础，综合运用各种分子和高分子材料对核辐射的屏蔽性能，从而使核辐射防护材料满足不同目的和条件的要求。提高核辐射的使用效率。在核辐射材料的加工工艺中，采用辐射交联技术，从而提高核辐射材料的使用性能，满足某些特殊情况下的使用要求。另外，为了提高核辐射材料的综合性能，可以在核辐射材料生产中适当的加入功能性材料。在确保核辐射良好的防护性能下，利用功能性材料能够提高其强度、柔韧性、隔热防潮性以及抗撕裂性等，提高核辐射防护材料的使用效果。

4结束语

在新型核辐射防护材料的设计及应用分析中，要根据辐射防护的特点，采用不同的屏蔽防护材料运用于不同的防护部位。随着对辐射防护材料的使用性能要求越来越高，在新型核辐射防护材料设计的过程中，应该根据物质对放射性射线的具体作用，采取适当的防护材料的配方和工艺设计，不断提高核辐射防护材料的综合性能。最后，需要对新型核辐射防护材料进行实验和测试，从而确保其使用性能。