袁微微

摘要：隨著我國科學技術的發(fā)展，經(jīng)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(zhì)的使用和研究中，防護材料的質(zhì)量和體積都比較大，對核技術應用裝置的推廣和發(fā)展都產(chǎn)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(yōu)化升級，是實現(xiàn)核輻射技術發(fā)展的重要內(nèi)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(jù)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(fā)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(zhì)量和體積，提高其對高溫的耐受性，實現(xiàn)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(zhì)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(zhì)對放放射性射線的具體作用

核輻射對于軍事的發(fā)展和人們?nèi)粘５纳罹哂惺种匾囊饬x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(zhì)是α粒子流，其具有較大的質(zhì)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(zhì)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(zhì)發(fā)生相互作用的時候，會出現(xiàn)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(shù)值，而是存在著一個分布的范圍。在β射線出現(xiàn)持續(xù)的減弱的狀況時，其射程也將逐步接近極限。Y射線與物質(zhì)相互作用時會出現(xiàn)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(zhì)持續(xù)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(zhì)消耗掉。在y射線與物質(zhì)的反應中，低能y射線的和原子序數(shù)大的介質(zhì)主要產(chǎn)生光電效應。中子能夠與其質(zhì)量相似的氫碰撞，從而實現(xiàn)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(zhì)。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(zhì)，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(nèi)就會被明顯的削弱。并且，其衰減的速度具有一定的規(guī)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(zhì)量減弱系數(shù)大的防護材料。再者，防護材料需要滿足穩(wěn)定不易分解、容易獲取和加工，價格較為經(jīng)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(zhì)量防護系數(shù)比較大，其兩者的質(zhì)量減弱系數(shù)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(jīng)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(zhì)量減弱系數(shù)。另外，在選擇輔助材料時，還要適當?shù)募骖櫢纳品雷o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(zhì)量減弱系數(shù)。H的質(zhì)量減弱系數(shù)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(chǎn)加工過程中使用也比較方便。而且，其具有優(yōu)良的柔軟性和彈性，容易獲取等優(yōu)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(diào)配工作，發(fā)現(xiàn)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(diào)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(huán)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(yōu)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(jù)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(xiàn)有的設備和生產(chǎn)技術的基礎上，充分的調(diào)研橡膠和聚乙烯兩種材料。在調(diào)研的過程中，可以選擇化學發(fā)泡和輻射交聯(lián)發(fā)泡作為核輻射防護材料的生產(chǎn)工藝。其中，在選擇輻射交聯(lián)發(fā)泡作為核輻射防護材料生產(chǎn)的工藝時，其生產(chǎn)的核輻射防護產(chǎn)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(lián)發(fā)泡生產(chǎn)的核輻射防護產(chǎn)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(lián)發(fā)泡作為核輻射防護材料的生產(chǎn)工藝能夠確保核輻射材料的內(nèi)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(huán)境下人員和設備的防護器具。在采用化學發(fā)泡作為核輻射防護材料的生產(chǎn)工藝時，其生產(chǎn)的防護材料具有較好的回彈性和柔韌性。另外，化學發(fā)泡生產(chǎn)的防輻射材料的成本較低，從而有利于提高生產(chǎn)效率。但是，相對于輻射交聯(lián)發(fā)泡來說化學發(fā)泡生產(chǎn)的防輻射材料的洗消性較差。因此，化學發(fā)泡生產(chǎn)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(huán)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(jīng)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(lián)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(chǎn)中適當?shù)募尤牍δ苄圆牧?。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(jù)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(jù)物質(zhì)對放射性射線的具體作用，采取適當?shù)姆雷o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。