[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

说明书

技术领域

本发明涉及屏蔽辐射板技术领域，特别是涉及一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料及辐射板。

背景技术

国际国内核科学与技术事业的发展给人类带来了巨大的利益，但随之也对人类及其赖以生存的环境带来直接或间接的中子伽玛辐射危害，辐射防护在如何减少甚至消除这样的危害进而促进核科学与技术事业的发展起着至关重要的作用，屏蔽防护作为最彻底的防护措施无疑担当着重要的角色，而中子伽玛辐射屏蔽板则是实施辐射屏蔽的最重要物资保障，因此，研制、开发出高性能的核辐射屏蔽板对辐射防护的成功实施意义重大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何制作高性能的中子伽玛辐射屏蔽板，克服现有技术的缺点，提供一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料及辐射板。

为了解决以上技术问题，本发明提供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。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，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。

前所述的一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料，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。

前所述的一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料，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。

一种高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料的制备方法，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；

一种高效屏蔽中子伽玛辐射板，包括复合吸收层，所述复合吸收层的两侧分别设有第一铅板和第二铅板，所述第一铅板和第二铅板与复合吸收层之间均设有卡合部；

所述复合吸收层包括若干双层复合管，所述双层复合管的长度方向与复合吸收层的长度方向平行，所述双层复合管外层填充有铜颗粒，所述双层复合管内层均填充有所述高效屏蔽中子伽玛辐射的复合颗粒材料。

进一步的，所述双层复合管外侧壁开设有若干散热孔。

进一步的，所述双层复合管横截面为圆形，且相邻的所述双层复合管之间形成散热通道，所述复合吸收层两端设有与散热通道连通的散热口。

进一步的，所述卡合部包括多条凹陷于复合吸收层表面的凹槽，且所述凹槽底部横向尺寸大于凹槽开口部横向尺寸，所述第一铅板和第二铅板上均设有与凹槽配合的凸肋。

进一步的，所述双层复合管由铅制成。

本发明的有益效果是：

(1)本发明中设置的散热孔，可以有效将外层铜颗粒传到的热量散出；