引言

    在核技術的使用裝置之中，防護材料的質(zhì)量以及體積都極大，若再算上不可或缺的結(jié)構(gòu)材料，嚴重地阻礙了核技術應用裝置的普遍推廣。為了能夠積極響應國際放射防護委員會的號召，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局對劑量的上限做出了明確規(guī)定，并且在 2003 年發(fā)布了“電離輻射防護與輻射源安全基本標準”。由此可見，對核輻射防護材料進行優(yōu)化設計刻不容緩，必須設計出體積小，并且可以經(jīng)受高溫的新型核輻射防護材料。

    一、物質(zhì)對放射性射線的具體作用

    所謂的核輻射具體指的是，α 射線、β 射線、中子以及 γ 射線等等。事實上，不管是在軍事領域，還是在人們的日常生活之中，防護核輻射都具有非常重要的作用。

    在（1）式當中，E _α 指的是 α 粒子的能量，P _i 是材料之中組成元素的具體含量。A _i 指的是元素的原子量大小，Ｒ ₀ 指的是在空氣中 α 射線的射程，ρ 指的是材料的密度。

    β 射線一般情況下為負電子流，是放射性核在進行β 衰變過程之中，所釋放出來的一種電子流。其對物質(zhì)的穿透性一般情況下用射程的遠近進行表示。因為 β粒子和與物質(zhì)產(chǎn)生作用時，多次發(fā)生散射，其穿透距離并非一個固定的數(shù)值，而是一個分布范圍。伴隨著 β射線的持續(xù)減弱，穿透距離就會慢慢接近于極限。公式表示為：

    在（2）式當中，A 和 Z 分貝表示物質(zhì)的原子量以及原子序數(shù)。因為隨著 β 的衰變，通常會有 γ 射線被釋放出來，而且后者的穿透性遠勝于前者，經(jīng)過推斷便可得出，若是能夠屏蔽 γ 射線，那么一定可以對 β 射線也進行有效防護。

    γ 射線無論通過什么物質(zhì)，都會與其中的原子產(chǎn)生反應，隨之減弱。反應的三種形式分別為電子對效應、光電效應以及康普頓效應等等。其中電子效應與光電效應會讓 γ 射線的全部能量被物質(zhì)所吸取。低能 γ 射線以及原子序數(shù)大的介質(zhì)以光電效應為主，反之則以康普頓效應為主。

    二、配方以及工藝設計

    上式當中，a 為考慮到 γ 射線在厚度 X 0 的防護層之中的被削弱而引進的系數(shù)，u ₁ 是平均有效線性減弱系數(shù)。

    中子輻射所選取的材料，其物質(zhì)中最好包含大量的氫原子，比方說石油、石蠟、塑料以及碳氫化合物等等。這是因為中子可以與其質(zhì)量差不多的氫碰撞傳遞能量，讓其盡可能減慢速度，才有可能被吸收。屏蔽的材料及厚度均可以決定中子輻射的衰減。

    在（5）式中，m 指的是質(zhì)量減弱系數(shù)，px 為材料的質(zhì)量厚度，進行轉(zhuǎn)化的主要目的是，不管是什么防護材料，若質(zhì)量減弱系數(shù)與質(zhì)量厚度的乘積一致，就表示其對 γ 射線的防護效果一致。從別的角度來說，只要設計出的材料質(zhì)量減弱系數(shù)和密度夠大，便可以用較小的防護層厚度來滿足防護要求。

    在（6）式當中的 m i 和 P i 分別是化合物之中各組成元素的質(zhì)量減弱系數(shù)及在化合物當中的質(zhì)量的百分比。

    當防護材料是很多種化合物的混合物時，（6）式依舊可以用于表示質(zhì)量減弱系數(shù)。經(jīng)過前面的分析可以知道，大部分防護對象的重點是 γ 射線的照射。根據(jù)具體作用和功能的差異，可以將核輻射防護材料具體分為兩大類，分別為輔助材料以及基本防護材料。

    在所選擇的防護材料之中，橡膠和聚乙烯這兩種材料的成形工藝性非常好。在對這兩種材料的設備以及生產(chǎn)技術進行調(diào)查研究之后，將輻射交聯(lián)發(fā)泡以及化學發(fā)泡作為新型防輻射材料的生產(chǎn)工藝。而且輻射交聯(lián)發(fā)泡所制造出來的產(chǎn)品不均具有耐磨性，還可以抗高溫，不老化，盡可能提升材料的使用壽命。而且，此項工藝能夠確保防輻射材料當中的空洞不連貫，方便于洗消，可以將其運用于制造在放射性的灰塵環(huán)境下，人員以及設備防護器具。至于化學發(fā)泡，這種工藝所制造出來的防輻射材料，具備非常好的彈性和柔韌性，而且經(jīng)濟環(huán)保，可以節(jié)約大量成本。其主要的不足之處在于難以清洗，可以用做存儲放射源以及運輸過程中的防護材料。

    三、試驗目的和測試結(jié)果

    進行試驗的主要目的主要有三個：

    首先是在被核輻射污染的環(huán)境下，檢測新型防護材料對有害射線的防護功能；

    其次是檢測防護材料的抗拉以及防火功能；

    最后是測試防護材料的實際功能以及加工工藝性能，從而保障制造各種不同用途的防護器材不會對防護性能造成嚴重影響。

    四、結(jié)語

    之所以選取此類新型核輻射防護材料，主要是出于經(jīng)濟環(huán)保的考慮，并且靈活運用了一般重金屬和高分子材料，對各類放射性射線以及核輻射的防護功能，進一步滿足不同能量等級核輻射場合的需求。加工的技術融入了輻射交聯(lián)這種新技術，可以將其運用于各類特殊情況。在確保核輻射防護性能過關的情況下，運用一些功能性材料，使其綜合作用有所提升。

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