[发明专利]一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料及辐射板

权利要求书

1.一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料，其特征在于：其化学成分及质量百分比含量为：碳化硼：1.2-2.1%，铅砂：10-12%，氧化硼：2.2-3.1%，Ni：2.1-2.5%，偶联剂：1.7-2.3%，Pb：0.6-1.2%，氢氧化镁：1.1-1.4%，碳纤维：1.0-1.2%，顺丁烯二酸酐：2.1-2.3%，胺类固化剂：1.1-1.7%，铝粉：1.6-1.8%，余量为高密度聚乙烯。

2.一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料，其特征在于：其化学成分及质量百分比含量为：碳化硼：1.2%，铅砂：10%，氧化硼：2.2%，Ni：2.1%，偶联剂：1.7%，Pb：0.6%，氢氧化镁：1.1%，碳纤维：1.0%，顺丁烯二酸酐：2.1%，胺类固化剂：1.1%，铝粉：1.6%，余量为高密度聚乙烯。

3.一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料，其特征在于：其化学成分及质量百分比含量为：碳化硼：1.6%，铅砂：11%，氧化硼：2.7%，Ni：2.3%，偶联剂：2.0%，Pb：0.9%，氢氧化镁：1.25%，碳纤维：1.1%，顺丁烯二酸酐：2.2%，胺类固化剂：1.4%，铝粉：1.7%，余量为高密度聚乙烯。

4.一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料，其特征在于：其化学成分及质量百分比含量为：碳化硼：2.1%，铅砂：12%，氧化硼：3.1%，Ni：2.5%，偶联剂：2.3%，Pb：1.2%，氢氧化镁：1.4%，碳纤维：1.2%，顺丁烯二酸酐：2.3%，胺类固化剂：1.7%，铝粉：1.8%，余量为高密度聚乙烯。

5.根据权利要求1-4所述的一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、采用基于遗传算法和蒙特卡罗软件相结合的方法，建立屏蔽材料计算物理模型，选择剂量当量率作为优化设计目标，并选取一定的密度范围，使用遗传算法程序进行组分配比的自动计算，对屏蔽材料各组分含量进行优化计算，得到最终成分配比，并通过蒙特卡罗软件对计算结果进行有效验证；

b、按步骤a中计算的配比称取高密度聚乙烯，熔化，然后加入顺丁烯二酸酐和偶联剂搅拌均匀；

c、按配比称取碳化硼、铅砂、氧化硼、Ni、Pb、氢氧化镁、碳纤维和铝粉加入到高混机中预混合，然后加入胺类固化剂混合均匀；

d、通过对混合物实施超声波处理，从而利用胺类固化剂对粉末表面进行包覆，同时使得粉末粒子分散在胺类固化剂中，将包含经超声波处理并分散的粉末粒子的胺类固化剂与步骤b中的溶液混合，然后使其分散，在130°恒温下固化，持续3小时；

e、然后利用双螺杆挤出机对步骤d中的物质熔融共混、挤出、造粒、干燥。

6.一种高效屏蔽中子伽玛辐射板，其特征在于：包括复合吸收层（2），所述复合吸收层（2）的两侧分别设有第一铅板（1）和第二铅板（3），所述第一铅板（1）和第二铅板（3）与复合吸收层（2）之间均设有卡合部；

所述复合吸收层（2）包括若干双层复合管（4），所述双层复合管（4）的长度方向与复合吸收层（2）的长度方向平行，所述双层复合管（4）外层（41）填充有铜颗粒，所述双层复合管（4）内层（42）均填充有所述高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料。

7.根据权利要求6所述的一种高效屏蔽中子伽玛辐射板，其特征在于：所述双层复合管（4）外侧壁开设有若干散热孔（5）。

8.根据权利要求6所述的一种高效屏蔽中子伽玛辐射板，其特征在于： 所述双层复合管（4）横截面为圆形，且相邻的所述双层复合管（4）之间形成散热通道（43），所述复合吸收层（2）两端设有与散热通道（43）连通的散热口（44）。

9.根据权利要求6所述的一种高效屏蔽中子伽玛辐射板，其特征在于：所述卡合部包括多条凹陷于复合吸收层（2）表面的凹槽（6），且所述凹槽（6）底部横向尺寸大于凹槽（6）开口部横向尺寸，所述第一铅板（1）和第二铅板（3）上均设有与凹槽（6）配合的凸肋（61）。

10.根据权利要求6所述的一种高效屏蔽中子伽玛辐射板，其特征在于：所述双层复合管（4）由铅制成。