[发明专利]一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的耐高温屏蔽材料

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆中的屏蔽材料，具体涉及一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的耐高温屏蔽材料。

背景技术

现有的对中子和伽玛分别进行屏蔽的材料主要为聚乙烯和铅，在屏蔽设计时一般采用先铅防护后聚乙烯基材料防护的顺序，而中子打在聚乙烯基材料上会产生一定数量的次级伽玛，易导致辐射水平的升高，不利于屏蔽效果的实现。因此，将中子和伽玛综合屏蔽成为核安全领域的重要课题。

现有的中子和伽玛综合屏蔽材料主要是铅硼聚乙烯。在铅硼聚乙烯复合材料中，聚乙烯的维卡软化点在100℃左右，正常使用温度约为70℃。当反应堆发生失水事故时，冷却剂泄漏将造成堆舱温度升高，远高于聚乙烯的材料软化温度。若该高温环境持续较长时间，聚乙烯将发生软化，因变性而产生空隙，对中子的屏蔽效果将降低，甚至可能导致屏蔽失效，造成巨大的辐射安全隐患。因此，设计出一种具有良好的中子和伽玛综合屏蔽效果的屏蔽材料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的屏蔽材料，可在高温条件下运行，仅需2cm厚度即可使中子剂量率降低70%以上，使伽玛剂量率降低40%以上，适用于各类反应堆。

本发明的目的是通过如下技术措施来实现的。

   一种具有中子和伽玛综合屏蔽效果的耐高温屏蔽材料，该材料各组分按质量比为：含5%碳化硼的环氧树脂58份，铅39份，偶联剂、交联剂等其它用于材料粘合、增强等功能的加工助剂共3份。

    所述具有中子和伽玛综合屏蔽效果的耐高温屏蔽材料的密度为6.06g/cm³。

   上述技术方案中，所述的含5%碳化硼的环氧树脂为高分子聚合物，密度为2.5g/cm³。环氧树脂的分子式为C₁₈H₂₀O₃。

    所述的铅为铅砂，密度为11.4g/cm³。

本发明具有较好的中子和伽玛综合屏蔽效果，仅需2cm厚度即可对常见能量中子的剂量率降低70%以上，可使快中子（能量为1MeV）剂量率降低70%，使中能中子（能量为0.1MeV）剂量率降低92%，使慢中子（能量为1eV）剂量率降低96%，对典型伽玛能量（60Co或137Cs）的伽玛剂量率降低40%以上；重量轻，密度仅6.06g/cm³，有较高的维卡软化温度（高于220℃），当反应堆发生失水事故时，可保证反应堆安全。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的描述。

本实施例是将铅粉、含5%碳化硼的环氧树脂按39:58的重量比加入容器，加入少量硅烷偶联剂和DCP（过氧化二异丙苯），混炼，搅拌均匀，加热后压模成型，得到具有中子和伽玛综合屏蔽效果的耐高温屏蔽材料的实验样品。

表1为实验样品对中子的屏蔽性能。

表1

表2为实验样品对光子的屏蔽性能。

表2